近日，上海科技大学物质学院凌盛杰团队和信息学院梁俊睿团队合作开发了一套自供电的智能感知野火探测与报警系统。具体而言，将丝素蛋白/钙离子水合离子导体 (Silk Fibroin/ Ca²⁺ Hydro-Ionotronic, SF/CaHI)作为锌空气电池的电解质，显示出对环境温、湿度的响应性(图1)。由于脱水、多层热屏蔽、气相稀释以及自由基淬灭效应的协同作用，SF/CaHI具有优异的阻燃性能。因此，基于SF/CaHI构建的电池在火灾环境中不会发生自燃或爆炸，有利于其在火灾报警领域的应用(图2)。更进一步，SF/CaHI电池在火焰靠近时，SF/CaHI发生膨胀，电池将会产生特异的输出电压峰，从而引发火灾预警。此功能在较小火焰移去后可以通过吸收空气中的水分自行恢复(图3)。研究人员以此为依据，将SF/CaHI电池与物联网技术相结合，设计出一套自供电的智能感知野火探测与报警系统(图4)。在日常使用中，该系统可以实时监测环境温度，并在火灾发生时在几秒内向几公里外的信号接收端(安卓和PC端软件)发射报警信号(图5)。该工作以“IntelliSense silk fibroin ionotronic batteries for wildfire detection and alarm”为题发表在《Nano Energy》上。该研究得到国家自然科学基金和上海科技大学启动资金的支持。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221128552200708X