科學(xué)研究：用紙片監(jiān)測火災(zāi)
發(fā)布時間：2021-06-09
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科學(xué)研究：用紙片監(jiān)測火災(zāi)
圖片來源：Pixabay
近期，野火在世界各地的多個地區(qū)肆虐，造成破壞的嚴(yán)重程度有增無減。中國人民大學(xué)化學(xué)家王亞培領(lǐng)銜的研究團隊表示，他們已經(jīng)研發(fā)出一種物美價廉的傳感器，可以更早、更輕松地監(jiān)測到野火。
目前的野火監(jiān)測方法極度依賴人的觀察力，這可能會造成有效響應(yīng)的滯后。大多數(shù)野火都是由民眾發(fā)現(xiàn)后報告給相關(guān)部門，其他警報則來自例行徒步巡邏和瞭望塔觀察員。路過的飛機和衛(wèi)星偶爾也會發(fā)現(xiàn)一些苗頭，但王亞培說：“野火首先出現(xiàn)在地面上，當(dāng)你從空中看到火焰的時候，一切都已經(jīng)太晚了?！?/span>
研究團隊表示，他們研發(fā)的新型傳感器可放置于樹干根部附近，如果周邊溫度急劇上升，傳感器就會向附近的接收器發(fā)送無線信號。這些熱量本身就可以為傳感器提供能量，所以無需更換電池。這項技術(shù)最關(guān)鍵的一點在于離子液體（ionic liquids）的熔融鹽，溫度的突然變化會導(dǎo)致電子在液體內(nèi)移動，產(chǎn)生電能，從而觸發(fā)電極發(fā)送信號。該團隊將熔融鹽打印在普通紙張上，就能制造出只需0.40美元的傳感器。相關(guān)研究發(fā)表在美國化學(xué)會《應(yīng)用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）雜志上。


圖片來源：Pixabay
美國俄亥俄州邁阿密大學(xué)的地理學(xué)家杰西卡·麥卡蒂（Jessica McCarty，并未參與這項研究）認(rèn)為，像圣迭戈之類荒野和城市的交匯處最有可能從中受益。她說，有了這樣的設(shè)備，當(dāng)峽谷起火并準(zhǔn)備向居民社區(qū)蔓延時，“在消防局監(jiān)測到野火之前，房主就發(fā)現(xiàn)火情了?！?/span>
但是美國內(nèi)華達州立大學(xué)的地震學(xué)家格雷厄姆·肯特（Graham Kent，并未參與這項研究）認(rèn)為，要想更好地應(yīng)對野火問題，加強參與滅火的機構(gòu)間的協(xié)調(diào)更為重要。
肯特是“野火預(yù)警”（ALERTWildfire）的負(fù)責(zé)人，這家機構(gòu)利用攝像頭和群眾提供信息的方式密切關(guān)注加利福尼亞州、內(nèi)華達州和俄勒岡州內(nèi)可能出現(xiàn)的野火。他說：“從開始應(yīng)對野火到野火被撲滅，整個過程就像一場芭蕾舞演出，你必須按照以下流程精心設(shè)計舞蹈動作”，從監(jiān)測到野火、確認(rèn)火情、派遣人員到撲滅野火，你需要在正確的時間和地點精確分配資源?！耙盎鸨O(jiān)測只是第一步，如果接下來的步驟沒有做好，那么這項技術(shù)就沒太大價值了?！?/span>


圖片來源：Pixabay
王亞培表示，下一步他們計劃將野火預(yù)警設(shè)備的信號范圍擴大到100米開外（這可能會限制其實際應(yīng)用），并為其研發(fā)一個保護罩。麥卡蒂指出，目前這一切都還處于早期階段，發(fā)射器的有效性也需要經(jīng)過實地測試。
撰文：卡倫?權(quán)（Karen Kwon）
翻譯：林清
引進來源：環(huán)球科學(xué)



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