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新科技|智能紙張能導(dǎo)電能探測管道漏水
美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們設(shè)計(jì)出一種智能紙張,不僅能夠管線探測水分還能導(dǎo)電。 科學(xué)家稱,這種紙張未來能夠用于探測城市管道的漏水。在城市復(fù)雜的管道系統(tǒng)中,即使是修復(fù)微小的滲漏也需要大量的成本。而對小狀況不管不問只會(huì)讓問題變得愈加嚴(yán)重,同時(shí)尋找滲漏點(diǎn)也需要大量時(shí)間。
美國給水工程協(xié)會(huì)估計(jì),每年約有25萬條輸水管線因滲漏而損壞,這使得每年公共用水的成本高達(dá)28億美元。
科學(xué)家們希望他們新研發(fā)的智能紙張能夠通過快速探測和修復(fù)管道漏洞來降低損失。這種紙張能夠探測到水的存在并且傳遞電流,激活警報(bào)器或者報(bào)警燈,讓維修管理部門意識到水管泄漏的發(fā)生。
華盛頓大學(xué)環(huán)境與森林科學(xué)院的助理教授Anthony Dichiara在一份新聞稿中稱:“水分探測技術(shù)是一項(xiàng)挑戰(zhàn),因?yàn)樗诖笞匀恢衅毡榇嬖?,現(xiàn)在所使用的技術(shù)非常昂貴而且難以實(shí)際應(yīng)用。這些情況促使我們開始進(jìn)行這項(xiàng)研究。”
智能紙張的制造過程與普通紙張類似,但是科學(xué)家將能夠探測水分和導(dǎo)電的納米材料加入紙漿。這項(xiàng)技術(shù)誕生于一場意外。研究人員當(dāng)時(shí)正在嘗試制造一種能夠?yàn)長ED燈供能的紙張。當(dāng)有幾滴水滴到紙上時(shí),LED的燈光受到影響。研究人員還以為他們的成果被毀了,事實(shí)上他們創(chuàng)造出一種對水敏感的紙。
水會(huì)使紙張中的木質(zhì)細(xì)胞膨脹從而擾亂電流,但是當(dāng)紙干燥之后,納米材料就會(huì)恢復(fù)導(dǎo)電功能。這種紙張也能夠設(shè)計(jì)成探測到水時(shí)觸發(fā)電流。研究人員認(rèn)為這種紙能夠配備電池并纏繞在管道外面,或者放置在管道交叉點(diǎn)的外面。當(dāng)它探測到滲水時(shí),電池提供的電流就能夠激活警報(bào)提醒維修工前去修復(fù)。
Dichiara稱:“我認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)顯然能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。納米材料的價(jià)格將持續(xù)下落,而且我們使用的是一種已經(jīng)成熟的造紙過程。不同之處在于,需要在合適的位置和恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間添加我們研發(fā)的材料。”
碳納米材料是由碳原子構(gòu)成的,而碳原子可以從各種各樣的自然原料中提取??茖W(xué)家們?nèi)紵憬镀?、樹皮、?dòng)物排泄物甚至是木材都能夠制造出木炭,進(jìn)而可以從中提取碳原子并且添加到智能紙張的制造過程中。
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