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美科学家打造智能纸张 能导电能探测管道漏水

2017-11-09 08:21:00 网易科技 分享
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  美国华盛顿大学的科学家们设计出一种智能纸张,不仅能够探测水分还能导电。 科学家称,这种纸张未来能够用于探测城市管道的漏水。在城市复杂的管道系统中,即使是修复微小的渗漏也需要大量的成本。而对小状况不管不问只会让问题变得愈加严重,同时寻找渗漏点也需要大量时间。

  美国给水工程协会估计,每年约有25万条输水管线因渗漏而损坏,这使得每年公共用水的成本高达28亿美元。

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  科学家们希望他们新研发的智能纸张能够通过快速探测和修复管道漏洞来降低损失。这种纸张能够探测到水的存在并且传递电流,激活警报器或者报警灯,让维修管理部门意识到水管泄漏的发生。

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  华盛顿大学环境与森林科学院的助理教授Anthony Dichiara在一份新闻稿中称:“水分探测技术是一项挑战,因为水在大自然中普遍存在,现在所使用的技术非常昂贵而且难以实际应用。这些情况促使我们开始进行这项研究。”

  智能纸张的制造过程与普通纸张类似,但是科学家将能够探测水分和导电的纳米材料加入纸浆。这项技术诞生于一场意外。研究人员当时正在尝试制造一种能够为LED灯供能的纸张。当有几滴水滴到纸上时,LED的灯光受到影响。研究人员还以为他们的成果被毁了,事实上他们创造出一种对水敏感的纸。

  水会使纸张中的木质细胞膨胀从而扰乱电流,但是当纸干燥之后,纳米材料就会恢复导电功能。这种纸张也能够设计成探测到水时触发电流。研究人员认为这种纸能够配备电池并缠绕在管道外面,或者放置在管道交叉点的外面。当它探测到渗水时,电池提供的电流就能够激活警报提醒维修工前去修复。

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  Dichiara称:“我认为这项技术显然能实现大规模的应用。纳米材料的价格将持续下落,而且我们使用的是一种已经成熟的造纸过程。不同之处在于,需要在合适的位置和恰当的时间添加我们研发的材料。”

  碳纳米材料是由碳原子构成的,而碳原子可以从各种各样的自然原料中提取。科学家们燃烧香蕉皮、树皮、动物排泄物甚至是木材都能够制造出木炭,进而可以从中提取碳原子并且添加到智能纸张的制造过程中。

责编:陶宗瑶(实习生)