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Eine neue Brandwarntechnologie, die in Kinderkleidung integriert ist, kann zur Früherkennung und proaktiven Sicherheitsmaßnahmen mit einem mobilen Gerät verbunden werden.
Das Internet der Dinge (IoT) beschreibt ein Netzwerk gewöhnlicher Objekte, die Daten über das Internet austauschen können, beispielsweise Geräte, Babyphone und Personenwaagen.
Nahezu jedes Gerät, das Sie für Ihr Zuhause kaufen, könnte so konzipiert sein, dass es sich dem Internet der Dinge anschließt, sodass Sie Dinge tun können, die früher für unmöglich gehalten wurden, wie z. B. das Einstellen Ihres Thermostats auf dem Heimweg von der Arbeit oder das Sicherstellen, dass Ihr Haustier genug zu fressen bekommt, wenn Sie kommen Du bist weg. IoT kann sogar Krankenhäusern dabei helfen, die Gesundheit ihrer Patienten aus der Ferne zu überwachen oder Städten dabei zu helfen, Verkehrssysteme und den Energieverbrauch zu automatisieren.
Nun glaubt auch ein Team von Wissenschaftlern der Universität Shenzhen, dass IoT dazu beitragen könnte, Sie und Ihre Kinder vor Bränden zu schützen. Ihre Erkenntnisse wurden kürzlich veröffentlicht in Fortschrittliche Funktionsmaterialien.
Eine integrierte Branderkennungstechnologie
Weltweit sind Hausbrände eine der häufigsten Todesursachen. In den Vereinigten Staaten sind sie jedes Jahr für fast 4000 Todesfälle verantwortlich; In Europa liegt die jährliche Zahl der Todesopfer bei Hausbränden bei rund 5.000 Todesfällen.
Menschen nennen „Hausbrände“ regelmäßig als größtes Sicherheitsrisiko für ihr Zuhause, ergreifen jedoch nicht immer die notwendigen Maßnahmen, um sich zu schützen. In den Vereinigten Staaten beispielsweise verfügen nur etwa die Hälfte der Haushalte über Rauchmelder, obwohl diese gesetzlich vorgeschrieben sind.
Ebenso berichtet die European Fire Safety Alliance, dass in neun europäischen Ländern in mehr als der Hälfte der Häuser, in denen es zu tödlichen Hausbränden kommt, keine Rauchmelder installiert sind. Das Vorhandensein eingebauter Frühwarnsysteme könnte dazu beitragen, Leben in Häusern zu retten, in denen es keine oder nicht ordnungsgemäß installierte Rauchmelder gibt.
Das Team der Universität Shenzhen hat eine Brandwarntechnologie entwickelt, die in Kinderkleidung integriert werden könnte. Die Technologie soll Eltern alarmieren, wenn ein Feuer in der Nähe eines schlafenden oder anderweitig unbeaufsichtigten Kindes ausbricht, beispielsweise während es alleine im Schlafzimmer spielt.
Das Sensorsystem verwendet Kohlenstoffnanoröhren – winzige, hohle Röhren aus Kohlenstoffatomen –, um sowohl das durch Feuer erzeugte Licht als auch die Wärme in Elektrizität umzuwandeln. Wenn der Sensor einen Brand erkennt, löst er eine Warnmeldung aus, die an das Mobiltelefon der Eltern gesendet wird.
Guangming Chen, ein angesehener Professor an der Universität Shenzhen und einer der Forscher, die an dem Projekt gearbeitet haben, sagte, dass die Fähigkeit des Sensors, sowohl Licht als auch Wärme zu erkennen, im Vergleich zu einem Wärmesensor allein zu einem verbesserten Signal und einer schnelleren Reaktionszeit führe. Diese zusätzlichen Sekunden, sagte Chen in einer E-Mail, könnten den Eltern genügend Zeit geben, „schnell Maßnahmen zu ergreifen, um die Sicherheit ihres Kindes zu gewährleisten und eine weitere Ausbreitung des Feuers zu verhindern“.
Obwohl sich das Papier auf Kinderkleidung konzentrierte, sagte Chen, dass die Sensoren auch dazu verwendet werden könnten, einen Hausbrandalarm an jemanden zu senden, der schläft oder nicht zu Hause ist. „Bei richtiger Einrichtung kann der Online-Computer die Nachricht „Haus brennt“ auch an das Mobiltelefon des Benutzers übertragen“, sagte er. „Wenn die Reaktion ausgelöst wird, kann außerdem ein Relais am Gerät mit einem Alarm oder einem ähnlichen Gerät verbunden werden, um Nachbarn oder Personen in der Umgebung darauf aufmerksam zu machen, dass das Haus brennt, damit sie dem Hausbesitzer bei einer rechtzeitigen Reaktion helfen können.“
Die Genauigkeit des Alarms im Labor liege bei nahezu 100 % und sei damit weniger fehlbar als ein batteriebetriebener Rauchmelder, fügte er hinzu. Chen glaubt auch, dass die Technologie in Haushaltsgeräte integriert werden könnte, insbesondere in solche, die Wärme erzeugen und häufig an der Auslösung von Hausbränden beteiligt sind.
„Dieses innovative Material kann die Temperaturänderungen verschiedener Geräte, einschließlich Öfen und Heizungen, überwachen. Bei Erkennung einer Temperaturabweichung kann diese Technologie dazu beitragen, Überhitzung und potenzielle Brandgefahren zu verhindern“, sagte er.
Herausforderungen und Einschränkungen
Prabal Dutta, außerordentlicher Professor für Elektrotechnik und Informatik an der UC Berkeley, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, das in dem Papier beschriebene Material „könnte unkonventionelle Anwendungen finden“, sei aber möglicherweise nicht für die Verwendung in Kinderkleidung geeignet.
„Zusätzlich zur Sensorik müsste man auch eine Vielzahl elektronischer Komponenten einbauen, was heute nicht besonders praktikabel erscheint“, sagte Dutta in einer E-Mail.
Er fügte außerdem hinzu, dass es schwierig sei, genau zu wissen, wie die Technologie eingesetzt werden könnte, da die Forschung über bestimmte Details nicht klar sei, etwa über die spezifischen Eigenschaften des Materials und darüber, was es besser als andere Technologien mit ähnlichen Anwendungen macht.
„Das Papier beschreibt ein interessantes Material, das auf Wärme und Licht reagiert“, sagte Dutta, „und vielleicht öffnet es die Tür zu neuen Arten von Sensoren.“ Er merkt jedoch an, dass es möglicherweise noch etwas zu früh ist, Schlussfolgerungen über das wahre Potenzial zu ziehen.
Zum jetzigen Zeitpunkt ist es schwer zu sagen, ob das Material in neuen Anwendungen funktionieren wird oder ob es lediglich zur Verbesserung bestehender Technologien verwendet wird. Anwendungen in der realen Welt können komplexe Einschränkungen und Anforderungen aufweisen, sodass weitere Forschung erforderlich ist, um die wahren Fähigkeiten des Materials und seinen potenziellen Platz im IoT aufzudecken.
Referenz: Chunyu Du, Guangming Chen et al., Thermoelektrische und fotoelektrische dualmodulierte Sensoren für die Anwendung des menschlichen Internets der Dinge bei der genauen Branderkennung und -warnung, Fortgeschrittene Funktionsmaterialien (2023). DOI: 10.1002/adfm.202303861
Bildnachweis des Beitrags: Signature June auf Unsplash
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