Chip di carta autoalimentato per rilevare tempestivamente gli incendi boschivi

I recenti incendi devastanti nella foresta pluviale amazzonica e nella foresta australiana evidenziano la necessità di rilevare gli incendi boschivi nelle fasi iniziali, prima che sfuggano al controllo. I metodi attuali includono satelliti per immagini a infrarossi, telerilevamento, torri di avvistamento e pattuglie aeree, ma quando suonano l’allarme potrebbe essere troppo tardi.
I ricercatori nel documento pubblicato nella rivista ACS Applied Materials & Interfaces hanno scritto di aver sviluppato “chip di carta” autoalimentati che rilevano i primi incendi e trasmettono un segnale. Gli scienziati in precedenza avevano proposto di collocare nella foresta una rete di sensori in grado di rilevare variazioni di temperatura, fumo o umidità e trasmettere in modalità wireless un segnale ai soccorritori. Tuttavia, un sistema di questo tipo non è ancora sembrato pratico perché tutti i componenti di rilevamento richiedono energia elettrica, le batterie alla fine si esauriscono e devono essere sostituite.
I materiali termoelettrici, che convertono le differenze di temperatura in energia elettrica, possono rilevare contemporaneamente gli aumenti di temperatura dovuti agli incendi e l’energia stessa. La maggior parte di questi materiali in realtà sono semiconduttori inorganici solidi, spesso costosi, rigidi e non rispettosi dell’ambiente.
Yapei Wang e colleghi volevano scoprire se i liquidi ionici potevano essere utilizzati come materiali termoelettrici per il rilevamento del fuoco, questi fluidi sono sali allo stato liquido, due diversi tipi di liquidi ionici possono essere collegati in serie per generare segnali.
I ricercatori per realizzare sensori termoelettrici su carta, hanno scelto due liquidi ionici che si comportano diversamente quando la temperatura aumenta: uno adsorbito alla superficie degli elettrodi d’oro, mentre l’altro desorbito, produce tensioni opposte (positive o negative). Hanno depositato ogni liquido ionico come un inchiostro tra due elettrodi d’oro e applicarli con uno spruzzatore su un pezzo di carta comune. I due liquidi ionici collegati in serie, producono un segnale elettrico quando si verifica una grande differenza di temperatura, come accadrebbe in un incendio.

Test pilota con il chip di carta autoalimentato
I ricercatori in un test pilota del nuovo sensore, ne hanno attaccato uno ad una pianta d’appartamento, quando hanno posizionato un batuffolo di cotone fiammeggiante vicino alle radici della pianta, la temperatura nella parte inferiore del sensore è aumentata rapidamente, producendo un segnale di tensione che un microcomputer collegato trasmetteva wireless a un ricevitore. Il ricevitore al rilevamento del segnale ha attivato un allarme sonoro e una luce rossa.
I ricercatori hanno detto che i chip di carta termoelettrici sono economici (0,036 euro), e i materiali sono ecologici.

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Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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