网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

基于HTN和石墨烯的柔性热电纳米涂层,用于高灵敏度远程火灾预警

0
分享至



1成果简介



有机热电材料在火灾潜伏期远程温度监测及早期火灾预警方面展现出显著的应用潜力。然而其较低的热电效率削弱了传感信号的灵敏度、可靠性和准确性。本文,东莞理工学院谢华理 特聘副教授、吴文剑 特聘教授等在《Progress in Organic Coatings》期刊发表名为“Construction of multiple heterointerfaces in layered thermoelectric nanocoating to realize highly sensitive remote fire-warning”的论文,研究通过合成异质热电纳米线(HTN)与热电石墨烯(TEG),并将其协同组装构建出具有多异质结构与有序层状结构的热电纳米涂层。

得益于两种结构的协同效应,该纳米涂层展现出卓越的热电响应温度传感灵敏度、准确度和稳定性。接触火焰后,纳米涂层能在1.3秒内迅速触发火灾预警,即使发生二次燃烧,预警触发时间也仅延长至1.5秒。该纳米涂层在50-300℃温度范围内输出电压呈现精确可重复的线性函数关系(U = 0.0248 T-0.779),集成无线信号发射器后可实现远程实时温度监测。此外,有序层状结构赋予纳米涂层卓越的阻燃性能,使其在阻燃测试中能实现自熄灭。由此,该热电纳米涂层为柔性电子材料的智能防火安全保护开辟了全新路径。

2图文导读



图1. Preparation routes of (a) HTN, (b) TEG nanosheets and (c) HTN/TEG/CCS nanocoating.



图2. SEM images of the cross-sections of (a) HTN/TEG/CCS-1, (b) HTN/TEG/CCS-2, (c, f) HTN/TEG/CCS-3, (d) HTN/TEG/CCS-4 and (e) HTN/TEG/CCS-5; element distribution of the cross section shown in Fig. 2b: (g) C, (h) N and (i) S; (j) digital photos of PET-HTN/TEG/CCS-3. The results indicated that multiple heterostructure and ordered layered structure were formed and endowed the nanocoating with outstanding flexibility.



图3. Output voltage curves of HTN/TEG/CCS nanocoatings when being (a) burned and (c) heated at 200 °C; (b) Seebeck coefficient of HTN/TEG/CCS nanocoatings before and after burning; Video snapshots of the fire-warning test of HTN/TEG/CCS-3 nanocoating when being (d) burned and (e) heated at 200 °C. The results demonstrated that the nanocoating exhibited sensitive thermoelectric response, enabling effective temperature-sensing and fire-warning.



图4. Thermoelectric response of HTN/TEG/CCS-3: (a,b) Output voltage curves at different temperatures; (c) The fitting relationship line between the maximum output voltage and the treatment temperature; (d) Output voltage curve during 100 cycles of alternating heating (200 °C) and cooling; (e) Output voltage curves and (f) electrical resistance curves for the first and second burning. The results demonstrated that the nanocoating exhibited accurate temperature detection with excellent stability and repeatability.



图5. (a) Schematic diagram and (b) video snapshots of remote real-time temperature monitoring and early fire-warning of HTN/TEG/CCS-3 nanocoating.



图6. Vertical burning test process of (a) PET and (b) PET-HTN/TEG/CCS-3; (c) HRR and (d) THR curves of PU and PU-HTN/TEG/CCS.



图7. (a) XPS spectra of HTN/TEG/CCS-3 nanocoating before and after burning; (b) XPS C1s spectra of HTN/TEG/CCS-3 nanocoating before burning; XPS C1s spectra of the (c) outside and (d) inside of HTN/TEG/CCS-3 nanocoating after burning. The results indicated that high temperature induced the generation of additional conjugated double bonds and aromatic architectures within the HTN/TEG/CCS nanocoating.



图8、 Fire-warning and flame-retardant mechanism.

3小结

通过异质热电纳米线(HTN)与热电石墨烯(TEG)的协同组装,构建出具有多层异质结构与有序层状结构的柔性热电纳米涂层。依托两种结构对热电效应的协同增强作用,该纳米涂层展现出精准、稳定且可重复的温度检测能力,以及高灵敏度的火灾预警功能。在50-300℃温度范围内,纳米涂层输出电压与温度呈线性函数关系,符合U=0.0248T⁻⁰.⁷⁷⁹的方程。值得注意的是,该函数关系在经历100次加热(200℃)与冷却(室温)循环后仍保持稳定。基于此特性,纳米涂层与无线信号发射器集成,实现了远程实时温度监测功能。当暴露于火焰时,纳米涂层能在1.3秒内快速触发火灾警报。即使发生二次燃烧,警报触发时间也仅延长至1.5秒。此外,有序层状结构赋予涂层卓越的阻燃性能,使聚合物基体在阻燃测试中实现自熄灭。由此,该热电纳米涂层为柔性电工材料的智能防火安全防护提供了全新解决方案。

文献:

https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2025.109676



来源:材料分析与应用

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
难得看见孙俪会有这种表情 眼神都拉丝了 改天他俩在一起吧 气死邓超

难得看见孙俪会有这种表情 眼神都拉丝了 改天他俩在一起吧 气死邓超

情感大头说说
2025-11-10 00:09:34
蔡正元重磅批郑丽文,称中国国民党以后改名为“中国国民投降党”

蔡正元重磅批郑丽文,称中国国民党以后改名为“中国国民投降党”

沧海旅行家
2025-11-10 14:26:47
“央行规定5万,建行加码到1万”?律师取钱被追问用途 已拒绝建行道歉,并控告违法行为

“央行规定5万,建行加码到1万”?律师取钱被追问用途 已拒绝建行道歉,并控告违法行为

大风新闻
2025-11-10 17:49:08
宝妈高铁堵道后续:知情人透原因,正脸被扒黑皮胖脸,已全网社死

宝妈高铁堵道后续:知情人透原因,正脸被扒黑皮胖脸,已全网社死

鋭娱之乐
2025-11-10 20:55:45
刘銮雄长子移居英国晒近照,两鬓花白身姿健硕,在当地陪子女生活

刘銮雄长子移居英国晒近照,两鬓花白身姿健硕,在当地陪子女生活

一盅情怀
2025-11-10 17:09:19
率重庆冲超!66岁韩国名帅庆典磕头跪谢球员,名记质疑:大可不必

率重庆冲超!66岁韩国名帅庆典磕头跪谢球员,名记质疑:大可不必

我爱英超
2025-11-10 21:20:54
全运会首战告捷!樊振东4-0横扫前世界第13,晋级男单十六强

全运会首战告捷!樊振东4-0横扫前世界第13,晋级男单十六强

钉钉陌上花开
2025-11-10 13:24:38
中国女将遗憾落败,雷佩凡不敌特鲁姆普,世界排名受挫

中国女将遗憾落败,雷佩凡不敌特鲁姆普,世界排名受挫

而长终
2025-11-11 00:26:58
好消息,库里伤愈复出,将回归带领勇士队对阵雷霆队

好消息,库里伤愈复出,将回归带领勇士队对阵雷霆队

好火子
2025-11-11 06:30:07
英雄迟暮!34岁孙杨险无缘400自决赛 向观众鞠躬:不保证上领奖台

英雄迟暮!34岁孙杨险无缘400自决赛 向观众鞠躬:不保证上领奖台

风过乡
2025-11-10 13:15:55
钱再多有什么用?51岁周迅的现状,给所有中年女性提了个醒

钱再多有什么用?51岁周迅的现状,给所有中年女性提了个醒

妙知
2025-11-10 17:50:10
违反人民币流通管理规定 江苏城市空间运营管理公司被处罚

违反人民币流通管理规定 江苏城市空间运营管理公司被处罚

信网
2025-11-10 17:33:10
众艺人合照「女星被叫前排下跪拍照」!男星爽站后排 影片曝光掀众怒

众艺人合照「女星被叫前排下跪拍照」!男星爽站后排 影片曝光掀众怒

ETtoday星光云
2025-11-10 14:47:18
五战全赢+净胜111分!广东队最大对手退出争冠,男篮首枚金牌出炉

五战全赢+净胜111分!广东队最大对手退出争冠,男篮首枚金牌出炉

绯雨儿
2025-11-10 15:03:48
国家发改委副主任李春临:这是首次在国家层面进行系统部署

国家发改委副主任李春临:这是首次在国家层面进行系统部署

政知新媒体
2025-11-10 17:10:46
年终奖我一毛没有,打卡离开,退公司群,老板:八千万订单只认你

年终奖我一毛没有,打卡离开,退公司群,老板:八千万订单只认你

朝暮书屋
2025-11-07 18:22:47
日本神奈川两名警察在值班室多次发生“性关系”,被人匿名举报处以“扣工资”惩罚……

日本神奈川两名警察在值班室多次发生“性关系”,被人匿名举报处以“扣工资”惩罚……

日本物语
2025-11-09 20:34:52
孙杨泪崩!34岁大白杨落下英雄泪,全运会2个项目全进决赛太难了

孙杨泪崩!34岁大白杨落下英雄泪,全运会2个项目全进决赛太难了

嘴炮体坛
2025-11-10 18:27:22
五角大楼彻底懵了!大陆不动一兵一卒,竟让日本自卫队军官零距离参观解放军军营

五角大楼彻底懵了!大陆不动一兵一卒,竟让日本自卫队军官零距离参观解放军军营

健身狂人
2025-11-08 06:03:18
国家发展改革委副主任李春临:国有企业特别是中央企业要主动开放主业领域场景

国家发展改革委副主任李春临:国有企业特别是中央企业要主动开放主业领域场景

北京商报
2025-11-10 17:34:05
2025-11-11 06:44:49
石墨烯联盟
石墨烯联盟
汇聚行业资讯,介绍研究进展。
5910文章数 3988关注度
往期回顾 全部

科技要闻

荷兰“玩脱”后,大众本田终于拿到芯片了

头条要闻

巴菲特:已捐出13亿美元股票 感叹活到95岁是幸运

头条要闻

巴菲特:已捐出13亿美元股票 感叹活到95岁是幸运

体育要闻

重返诺坎普!梅西:希望有一天能回来

娱乐要闻

51岁周迅的现状 给中年女性提了个醒?

财经要闻

北大医药董事长被抓 巨额资金去向不明

汽车要闻

智能又务实 奇瑞瑞虎9X不只有性价比

态度原创

家居
本地
艺术
房产
公开课

家居要闻

四方食事 不过人间烟火

本地新闻

这届干饭人,已经把博物馆吃成了食堂

艺术要闻

司徒绵:当代美国著名华裔画家

房产要闻

封关倒计时!三亚主城 2.3 万 /㎡+ 即买即住,手慢无!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版