МЧС Беларуси
Инновации в мире науки / #34
Высокий темп освоения новых знаний, создание наукоемкой продукции и передовых технологий, а также масштабные исследования обеспечивают эффективное решение комплекса задач. Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Университета гражданской защиты МЧС в рубрике #инновации_в_мире_науки каждую неделю рассказывает о мировых технологических лидерах и инновациях научно-технического развития в области обеспечения безопасности.
Разработка интеллектуальных материалов, сочетающих в себе активное раннее предупреждение о пожаре и пассивные огнезащитные свойства, имеет первостепенное значение для повышения пожарной безопасности. Самодостаточное термоэлектрическое огнезащитное покрытие (PVB/MXene PILs) разработано путем in-situ полимеризации безгалогенной гипофосфитной ионной жидкости на нанолистах MXene в сетке поливинилбутирала (PVB). Синергетические каналы ионно-электронного транспорта обеспечивают композиту превосходные низкотемпературные термоэлектрические свойства. При воздействии пламени покрытие функционирует как высокочувствительный датчик температуры, генерируя надежное термоэлектрическое напряжение для срабатывания сверхбыстрой пожарной сигнализации в течение 4,0 с без внешнего источника питания. Кроме того, покрытие продемонстрировало превосходные пассивные огнезащитные свойства: оптимальный образец PVB/MXene PILs-4 достиг максимального предельного кислородного индекса (LOI) 29%, рейтинга UL-94 V-0 и быстрого самозатухания примерно за 2 с. Этот эффект обусловлен двухфазным синергетическим механизмом: содержащие фосфор летучие вещества гасят реактивные радикалы в газовой фазе, а полифосфатные промежуточные соединения катализируют образование плотного вспучивающегося слоя обугливания в конденсированной фазе. Это многофункциональное покрытие представляет собой перспективную модель для разработки современных огнестойких материалов.
Пожар — распространенное и смертоносное бедствие, с которым современное общество сталкивается уже давно. В различных областях, таких как городское строительство, железнодорожный транспорт, промышленное производство, электростанции с накопителями энергии и аэрокосмическая промышленность, широкое распространение горючих материалов сделало пожарную опасность повсеместной в современных условиях [1]. Хотя традиционные огнезащитные средства могут в определенной степени замедлить распространение огня, они обычно выполняют одну функцию и не способны распознавать и предупреждать на ранних стадиях пожара. Поэтому разработка интеллектуальных огнезащитных материалов с двойной функцией активного предупреждения и пассивной защиты стала важным и быстро развивающимся направлением исследований в этой области. Например, Куньсинь Ван создал огнезащитное покрытие со сверхбыстрой интеллектуальной реакцией на пожарную тревогу на основе модифицированных допамином карбоновых кислот многослойных углеродных нанотрубок (MWCNTs-COOH) и оксида графена (GO). Оно может обеспечить предупреждение о пожаре в течение 1 секунды. Кроме того, исследователи разработали огнеупорный материал раннего предупреждения на основе MXene и нанокристаллов хитина (ChNCs). В условиях высоких температур ChNCs быстро карбонизируются, образуя проводящий углеродный слой, и соединяются с листами MXene, превращая изолирующий мостик в проводящий путь, что приводит к быстрому срабатыванию сигнала пожарной тревоги.
Однако в материалах для пожарной сигнализации, основанных на механизмах сопротивления, сохраняется критическое ограничение. Их функциональность зависит от внешних источников питания, что в некоторой степени ограничивает их практическое применение в определенных особых сценариях. Термоэлектрические материалы могут преобразовывать электрическую и тепловую энергию, позволяя генерировать предупреждающие сигналы без внешнего источника питания. Следовательно, они обладают большим потенциалом для применения в интеллектуальных огнезащитных материалах. Например, наностержни TEZn-MOF, синтезированные путем введения PEDOT на MOF, значительно повышают огнестойкость и дымоотталкивающие свойства эпоксидных покрытий, одновременно обеспечивая термоэлектрические возможности пожарной сигнализации. В таблице S1 представлено подробное сравнение характеристик типичных систем пожарной сигнализации и огнезащиты.
Традиционные термоэлектрические огнестойкие материалы имеют относительно высокий диапазон рабочих температур и могут содержать токсичные тяжелые металлы, что делает их непригодными для применения в системах пожарной сигнализации. Термочувствительные системы на основе ионных жидкостей, как класс платформ из мягких материалов на основе органических полимеров или гелей, предлагают уникальное сочетание низкотемпературной термоэлектрической (0–60 °C) чувствительности и надежных огнезащитных свойств. Термоэлектрические огнестойкие материалы на основе ионных жидкостей демонстрируют присущую им гибкость, низкую токсичность и превосходную интегрируемость, что облегчает их применение в области носимых устройств и систем пожарной сигнализации. Недавние исследования показали, что модифицированный ионными жидкостями MXene может улучшить огнестойкость полимерных композитов, а MXene, модифицированный полиионной жидкостью, также использовался для сочетания огнестойкости с датчиком давления. Однако интеграция систем MXene/ионные жидкости в автономные термоэлектрические покрытия для пожароопасных устройств остается недостаточно изученной.
В данной работе разработано интеллектуальное огнезащитное и противопожарное покрытие с быстрым термоэлектрическим откликом. Это было достигнуто путем модификации поверхностей MXene безгалогенными огнезащитными ионными жидкостями посредством in-situ полимеризации, при этом PVB служил связующим веществом. Огнезащитная ионная жидкость (1-винил-3-бутилимидазолиум гипофосфит) была эффективно модифицирована на поверхности MXene посредством in-situ полимеризации, что значительно повысило огнезащитные свойства MXene и улучшило термоэлектрические характеристики системы. С использованием покрытия PVB/MXene была создана система пожарной сигнализации со временем отклика пламени 4,0 с. Этот интеллектуальный огнезащитный и противопожарный материал предоставляет новые идеи и подходы к обеспечению пожарной безопасности.
Новый аспирационный дымовой извещатель SecuriSmoke ASD 2000
Компания Securiton Germany представила новый аспирационный дымовой извещатель SecuriSmoke ASD 2000. Управление этим специальным пожарным извещателем осуществляется через приложение, заменяя прежнее управление с помощью кнопок и дисплея.
Устройство SecuriSmoke ASD 2000 отличается минималистичным дизайном в графитово-сером цвете и управляется через приложение для смартфона. Ввод в эксплуатацию, настройка, диагностика и управление осуществляются через мобильное приложение, которое предоставляет всю необходимую информацию, включая диагностические и журнальные данные. Это, как правило, исключает необходимость вскрытия корпуса для обслуживания. Доступ ко всей информации осуществляется через Bluetooth.
На этапе планирования компания Securiton предлагает новое программное обеспечение для расчета впускных труб SecuriSmoke ASD PipeFlow в 3D-формате. На основе планов помещений можно заранее полностью смоделировать решение и проверить его техническую осуществимость. Все рассчитанные параметры затем можно извлечь из готового отчета. По данным Securiton, это сокращает время ввода в эксплуатацию ASD 2000 до менее чем двух минут.
Входя в состав швейцарской группы Securitas, компания заявляет о целенаправленных инвестициях в разработку защищенного цифрового интерфейса с многоуровневой архитектурой шифрования и аутентификации. Таким образом, Securitas отвечает высоким требованиям безопасности таких чувствительных секторов, как центры обработки данных, энергоснабжение и финансовые услуги. Технология уже соответствует требованиям Закона о киберустойчивости (CRA), который станет обязательным к исполнению в конце 2027 года.
По данным компании Securiton, новая камера обнаружения обеспечивает максимальную чувствительность 0,001%/м; самый высокий порог срабатывания сигнализации составляет 0,01%/м.
Детектор дыма оснащен необслуживаемым внутренним центробежным фильтром-сепаратором (CS-фильтром). Этот фильтр разделяет воздушный поток, выталкивая крупные и тяжелые частицы, такие как пыль, наружу и мимо камеры детектора. Только 20 процентов поступающего воздуха проходит через датчик дыма. Это сделано для снижения загрязнения и ложных срабатываний, а также для продления срока службы датчика. Также интегрирована внешняя сетка от насекомых.
Благодаря ультразвуковым датчикам воздушного потока и вентилятору на 1000 Па, можно контролировать до 400 метров впускного канала на каждом канале. Это значительно расширяет возможности системы, поясняет компания, особенно для применений в классе реагирования А согласно DIN EN 54.
По данным производителя, дымовая трубка SecuriSmoke ASD 2000 подходит для использования в чувствительных помещениях, таких как подвесные потолки в офисах, музеях или общественных местах, поскольку уровень шума при ее работе составляет всего 21 децибел.
Также в ассортименте появилась новая модель с четырьмя отдельно контролируемыми впускными каналами. Отдельно контролируемые впускные каналы позволяют точно определять местоположение отклонений и упрощают техническое обслуживание. Аксессуары для впускных каналов SecuriRAS ASD 535 также совместимы с новым поколением.
Система SecuriSmoke ASD 2000 имеет модульную конструкцию: отдельные компоненты можно чистить, заменять или ремонтировать на месте с помощью системы защелок.
Будь готов
Другие новости
Назад
