CC BY
52
DOI: 10.12845/bitp.42.2.2016.9
dr inz. Pawel tukaszczuk1
Przyj^ty/Accepted/Принята: 31.12.2015; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 11.05.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.06.2016;
Zastosowanie nanotechnologii w ochronie przeciwpozarowej
The Application of Nanotechnology in Fire Protection
Применение нанотехнологии в противопожарной защите
ABSTRAKT
Cel: Od czasu oswojenia ognia ludzkosc boryka si£ z szeregiem niebezpieczenstw wynikaj^cych z niekontrolowanego procesu spalania. Na przestrzeni lat tworzono nowe zabezpieczenia przeciwpozarowe oraz udoskonalano istniej^ce rozwi^zania. Celem artykulu jest przyblizenie czytelnikom tematyki nanotechnologii oraz korzysci, jakie plyn^ z zastosowania jej w inzynierii bezpieczenstwa w ochronie przeciwpozarowej. Wprowadzenie: Nanotechnologia jest mlod^ dziedzin^ nauki, ktora daje ogromne mozliwosci w modyfikowaniu wlasciwosci fizykochemicznych materialow oraz pozwala na tworzenie nowych, nieosi^galnych dot^d struktur o niespotykanych wczesniej wlasciwosciach. Dzi^ki temu istniej^ realne perspektywy zastosowania jej w jednym z najistotniejszych aspektow ludzkiego zycia, czyli w bezpieczenstwie pozarowym. W artykule omowiono modyfikacje wlasciwosci konwencjonalnych materialow nanostrukturami w celu zwi^kszenia ich odpornosci termicznej. Przedstawiono takze potencjal zastosowania osi^gni^c nanotechnologii w detekcji wczesnych oznak pozaru, tj. dymu i gazow pozarowych. W ostatniej cz^sci artykulu zaprezentowano nowoczesne srodki gasnicze na bazie nanokrystalitow i mikrokapsulek oraz omowiono korzysci, jakie plyn^ z ich zastosowania.
Metodologia: Artykul zostal podzielony na sekcje odpowiadaj^ce trzem aspektom ochrony przeciwpozarowej. Do glownych wyzwan ochrony przeciwpozarowej nalez^ kolejno:
• modyfikacja szeroko stosowanych polimerow, ktorych wlasciwosci pozarowe nadal nie gwarantuj^ bezpieczenstwa podczas pozaru, w celu uodpornienia ich na dzialanie ognia oraz zmniejszenia stwarzanego przez nie zagrozenia (np. eliminaj opadu kroplistego termoplastow) poprzez zastosowanie nanowypelniaczy,
• skuteczna detekcja wczesnych oznak powstawania pozaru np. dymu, tlenku w^gla i innych specyficznych dla spalania cz^steczek,
• wydajna metoda gaszenia pozaru, ktora nie zagraza zyciu i zdrowiu ludzkiemu i nie niszczy obiektu i jego wyposazenia.
• W artykule skupiono si£ na kazdym z wymienionych powyzej aspektow i przedstawiono, jakie s^ mozliwosci zastosowania osi^gni^c nanotechnologii w pozarnictwie.
Wnioski: Wykazano, ze czujki pozarowe na bazie nanomaterialow pozwalaj^ na zwi^kszenie ich progu detekcji oraz zywotnosci. Jednoczesnie duza wydajnosc w stosunku do masy pozwala zredukowac koszty produkcji detektorow. Opisana w literaturze modyfikacja polimerow nanocz^stkami pozwolila na zmniejszenie zagrozenia, jakie niesie za sob^ stosowanie tworzyw sztucznych. Wytwarzane kompozyty charakteryzuj^ si^ zredukowan^ ilosci^ wydzielanego ciepla podczas spalania oraz lepszymi wlasciwosciami reologicznymi w warunkach pozaru, dzi^ki czemu ich rozklad termiczny przebiega w kierunku zw^glania, co skutecznie redukuje niebezpieczenstwo tworzenia si^ pal^cych kropli.
Slowa kluczowe: ochrona przeciwpozarowa, nanotechnologia, uniepalniacze, srodki gasnicze, nanorurki, grafen, detekcja Typ artykulu: artykul przegl^dowy
ABSTRACT
Aim: Since the time humans learned how to use a fire, people had to cope with a number of dangers resulting from an uncontrolled combustion process. Over the years new fire protection techniques and improvements were developed. The purpose of this article is to familiarize readers with the topic of nanotechnology and highlight the benefits of this technique in relation to fire safety.
Introduction: Nanotechnology is an innovative field of science which offers major opportunities in modifying the physicochemical properties of materials and allows for the creation of new structures with remarkable properties, not encountered previously. Such achievements will allow for the utilisation of new approaches in one of the most important and oldest aspects of human life - fire safety. This article examines the modification potential of conventional material properties with nanostructures in order to increase their resistance to fire. Furthermore, the article illustrates potential application of nanotechnology developments in the early detection of fires through symptoms, such as smoke and presence of fire gases. Finally, the article explores benefits of modern extinguishing agents based on nanocrystallites and microcapsules. Methodology: The article is divided into sections, which represent the three aspects of protection from fires. The main challenges for fire safety include:
• modification of widely used thermoplastic polymers, where the properties still do not guarantee safety when exposed to high temperature and intense heat flux - use of nanofillers will improve the resistance to fire action and reduce associated risks (e.g. elimination of the melting behaviour of thermoplastics exposed to fire),
• effective detection of early signs of fire, e.g. smoke, carbon monoxide and other combustion-specific molecules,
1 Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie / West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Poland; [email protected];
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
• efficient method of fire dousing, which is less health and life threatening and non-destructive to property and equipment. The article provides a focus on each of these aspects and demonstrates nanotechnology application potential in firefighting. Conclusions: The article reveals that the use of nanomaterials in sensors can increase detection parameters and extend the life of detectors. Simultaneously, efficiency increases in respect of volume can reduce production costs. Modification of polymer nanoparticles, described in the literature, allows for the reduction of fire hazards attributed to use of plastics. New generation of polymer composites exhibit a reduced level of heat release during combustion and demonstrate improved rheological properties in fire conditions. Consequently, the thermal decomposition process leading towards carbonization effectively eliminates melting during combustion.
Keywords: fire protection, nanotechnology, flame retardants, extinguishing agents, nanotubes, graphene, detection Type of article: review article
АНОТАЦИЯ
Цель: С момента, когда человек освоил огонь, ему приходится бороться с целым рядом опасностей, связанных с неконтролируемым процессом сгорания. На протяжении многих лет были созданы новые средства защиты, а также были усовершенствованы уже имеющиеся решения. Цель статьи - приблизить читателям темы нанотехнологии и преимущества ее использования в инжиниринге безопасности в противопожарной защите.
Введение: Нанотехнология является молодой областью науки, которая дает большие возможности для изменения физико-химических свойств материалов, а также позволяет создавать новые, ранее недостижимые структуры, обладающие беспрецедентными свойствами. Это дает реальные перспективы для её использования в одном из самых важных аспектов человеческой жизни, а именно в области пожарной безопасности. В статье рассматриваются модификации качеств обычных материалов с помощью наноструктур, с целью повышения их термической устойчивости. Представлен потенциал возможностей применения нанотехнологических достижений в выявлении ранних признаков пожара, то есть дыма и пожарных газов. В заключении представлены современные огнетушащие средства на основе нанокристаллов и микрокапсул и обговорены преимущества их использования.
Методология: Статья поделена на разделы, соответствующие трем аспектам противопожарной защиты. К основным задачам противопожарной защиты последовательно принадлежат:
• модификация наиболее часто используемых полимеров (свойства которых все еще не гарантируют безопасности во время пожара), чтобы защить их от действия огня и уменьшить связанную с ними угрозу (например, устранение осадков термопластов) используются нанонаполнители,
• эффективное выявление ранних признаков пожара таких как, например, дым, окись углерода и другие специфические продукты сгорания,
• эффективный метод тушения пожара, который не угрожает жизни и здоровью человека, а также не разрушает сам объект и находящееся в нём оборудование.
В статье было уделено внимание каждому из вышеуказанных аспектов и показаны возможности использования достижений нанотехнологий в пожарной охране.
Выводы: Было показано, что пожарные детекторы на основе наноматериалов могут характеризоваться повышенной чувствительностью и долговечностью. В то же время высокая производительность по сравнению с весом может снизить затраты на производство детекторов. Описанная в литературе модификация полимерных наночастиц позволила уменьшить угрозу применения пластмасс. Производимые композиты характеризуются ограниченным количеством выделяемого тепла при горении, а также лучшими реологическими свойствами в условиях пожара. Благодаря этому их термическое разложение переходит в обугливание, что эффективно уменьшает опасность создания жгучих капель.
Ключевые слова: пожарная охрана, нанотехнология, огнезащитные средства, гасящие средства, нанотрубки, графен, обнаружение Вид статьи: обзорная статья
1. Wprowadzenie
Nanotechnologia jest szybko rozwijaj^c^ si§ dziedzin^ nauki. Pierwsze wzmianki dotycz^ce mozliwosci modyfi-kacji materii na poziomie molekularnym si^gaj^ 1959 roku, kiedy Richard P. Feynman wyglosil swoj referat pod tytu-lem Plenty of Room at the Bottom. W swoim wyst^pieniu przewidzial, jakie korzysci plyn^ ze zmniejszenia rozmia-row cz^stek. Feynman posluzyl si§ przykladem umieszcze-nia calej encyklopedii na glowce szpilki. W takim przypad-ku pojedyncza kropka skladalaby si§ z okolo 1000 atomow [1]. Przedstawiona przez niego koncepcja zostala zrealizo-wana w 1989 roku, kiedy zespol Dona Eiglera przy pomo-cy skaningowego tunelowego mikroskopu elektronowego stworzyl napis, ktorego litery skladaly si§ z 35 atomow kse-nonu (ryc. 1). Byl to przelomowy moment, ktory pokazal, ze jestesmy w stanie manipulowac materia na poziomie atomowym [2].
Ryc. 1. Obraz z mikroskopu STM przedstawiaj^cy napis
wykonany z pojedynczych atomow [2] Fig. 1. STM microscope image of atom made letters [2]
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Najistotniejszym aspektem nanotechnologii jest zmia-na wlasciwosci fizykochemicznych materii przy znacz^cym zmniejszeniu wymiarow obiektu. Termin nanotechnologia umownie dotyczy cz^stek materii w przedziale 1-100 nm, gdzie silny wplyw na wlasciwosci fizykochemiczne ma me-chanika kwantowa. Granice rozmiaru odnosz^ si§ do przy-najmniej jednego z wymiarow cz^stki. W zwi^zku z tym roz-rozniamy obiekty 0-, 1- i 2-wymiarowe oznaczane kolejno 0D, 1D i 2D [3]. W przypadku obiektow 0-wymiarowych, wszystkie trzy wymiary zawieraj^ si§ w tym przedziale. Jedne z pierwszych obiektow 0D, jakie zostaly odkryte to fulereny, czyli sferyczne cz^steczki zbudowane z w^gla (ryc. 2A) [4]. W uproszczeniu do obiektow 0D nalez^ nanocz^stki i nano-dyspersje. Najwi^kszy rozwoj nanotechnologii zawdzi^czamy materialom w^glowym, takim jak fulereny [6], nanorurki (ryc. 2B) [5] i grafen (ryc. 2C) [7]. Nanometryczne cz^stki mog^ bye jednak zbudowane rowniez z innych materialow takich jak metale [8], ceramika [9], polimery [10].
Nanocz^stki rozni^ si§ wlasciwosciami od swoich pel-nowymiarowych odpowiednikow, poniewaz atomy b^d^ce granic^ cz^stki stanowi^ jej znacz^c^ cz^se. Przykladowo cz^stki platyny o srednicy 2 nm w 55% skladaj^ si§ z atomow powierzchniowych, co znacz^co wplywa na ich wlasciwosci katalityczne w porownaniu do wi^kszych krystalitow [11]. Zwi^kszenie aktywnosci chemicznej mniejszych ziaren materii jest stosowane od dawna w produkcji katalizatorow, gdzie rozwini^ta powierzchnia aktywna pozwala na zwi^kszenie wydajnosci procesu [12]. Po dostatecznym zmniejszeniu rozmiarow, cz^stka/krystalit zmienia swoje wlasciwosci che-miczne, fizyczne, optyczne oraz elektryczne. Innym przykla-dem jest obnizenie temperatury spiekania cz^stek srebra wiel-kosci ~20 nm nawet do 150°C, podczas gdy srebro metaliczne topi si§ w temperaturze 961°C [13]. Kolejnymi nanometrycz-nymi obiektami s^ cz^stki jednowymiarowe. Takie cz^stki posiadaj^ jeden wymiar wykraczaj^cy poza przedzial 1-100 nm. Przykladem s^ nanorurki w^glowe [14] oraz inne nano-wlokna [15] i nanodruty [16]. Dzi^ki wydluzonej budowie posiadaj^ one wlasciwosci pozwalaj^ce na zastosowanie ich jako wypelnienia podczas produkcji kompozytow przy jed-noczesnym zwi^kszeniu ich wytrzymalosci i obnizeniu masy tworzywa [17-18]. Niespotykane wlasciwosci elektryczne na-norurek w^glowych pozwolily na budow^ ultra szybkich wy-swietlaczy o bardzo malym poborze pr^du [19-20]. Obiekty 2D to, w duzym uproszczeniu, cienkie warstwy lub powloki. Takie materialy znajduj^ zastosowanie szczegolnie w optyce i optoelektronice [21- 22].
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
Sztandarowym materialem 2D jest grafen, za ktorego odkrycie Gejm i Nowosilow w 2010 roku otrzymali nagrod^ Nobla [23]. Grafen to plaska struktura w^glowa o budowie przypominaj^cej grafit z Ц roznic^, ze grafen jest jednowar-stwowy (za grafen uznaje si§ tez cz^stki do 4-5 warstw, poniewaz powyzej atomy wewn^trzne s^ ustabilizowane kolejnymi warstwami, przez co material traci swoje unikalne wlasciwosci) [24]. Przewodnosc elektryczna, wytrzymalosc mecha-niczna i nieprzepuszczalnosc gazow, ktorymi charakteryzuje si§ grafen pozwolily na konstrukj prototypowych tranzy-storow o gigahertzowej cz^stotliwosci [25], wzmocnionych kompozytow [26] oraz superszczelnych uszczelek [27]. Szcze-golne wlasciwosci nanomaterialow mog^ zostac wykorzysta-ne rowniez w ochronie przeciwpozarowej. Nanocz^stki mog^ posluzyc do budowy niezwykle czulych detektorow do czujek przeciwpozarowych. Natomiast dodatki nanocz^stek mog^ polepszyc wlasciwosci termiczne materialow. Nanotechologia pozwala rowniez na stworzenie wydajniejszych i trwalszych srodkow gasniczych.
2. Modyfikacja materialow
Cechy pozarowe materialow wynikaj^ m.in. z ich wla-sciwosci chemicznych i fizycznych. Na wartosci parametrow zwi^zanych w szczegolnosci w szybkosci^ wydzielania ciepla maj^ wplyw mechanizm transportu ciepla i reaktywnosc che-miczna [28]. Cieplo moze byc przekazywane na trzy sposoby: konwekj przewodzenie i promieniowanie. Dzi^ki dyna-micznemu rozwoj owi inzynierii materialowej mozliwa jest modyfikacja materialu tak, ze efektem b^dzie spowolnienie rozprzestrzeniania si§ plomieni po powierzchni. Mozna to osi^gn^c poprzez zmian^ dyfuzyjnosci cieplnej materialu [29-31] lub jego wlasciwosci chemicznych [31-32].
Miar^ jakosci materialow (wyrobow) budowlanych jest m.in. odpornosc termiczna. Odgrywa ona szczegolnie wazn^ rol§ w materialach stosowanych na elementy konstrukcyjne, gdyz wysoka odpornosc termiczna zapewnia przez dluzszy czas odpowiedni poziom wytrzymalosci mechanicznej. Za-stosowanie grafenu w celu polepszenia wlasciwosci termicz-nych polimerow wykazalo podwyzszenie temperatury rozkla-du PVDA [poli(fluorku winylidenu)] o okolo 20°C. Mechanizm nie jest jeszcze do konca poznany i przypuszcza si§, ze dodatek grafenu wplywa na szybkosc formowania si§ p^che-rzykow produktow rozkladu termicznego [33]. Inne badania z uzyciem nanorurek w^glowych wskazuj^ na to, ze zwi^k-szenie przewodnosci termicznej po dodaniu nanomateria-low powoduje zwi^kszenie odpornosci termicznej, w wyniku
AB С
Ryc. 2. Nanomaterialy w^glowe : A-fulereny (0D), B-nanorurki (1D), C-grafen (2D) Fig. 2. Carbon based nanomaterials: A - fullerenes (0D), B - nanotubes (1D), C - graphene (2D)
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
lepszego rozprowadzenia ciepla w masie [34]. Dodatkowo, inne badania wykazaly, ze nanorurki wçglowe bardzo dobrze „wylapuj^" wolne rodniki [35]. Jest to poz^dana wlasciwosc tych materialów, bior^c pod uwagç, ze mechanizm spalania jest wolnorodnikowy. Znacz^ca liczba uzywanych dzisiaj materialów to tworzywa sztuczne, w duzej mierze termoplasty - czyli tworzywa, które staj^ siç plastyczne w podwyzszonej temperaturze. Jest to poz^dana w przetwórstwie cecha pozwa-laj^ca wytwarzac gotowe elementy poprzez tloczenie i wtry-skiwanie do form. Niestety, ten rodzaj polimerów podczas pozaru zaczyna siç topic, a jego plon^ce fragmenty odpadaj^, przenosz^c plomienie dalej [36]. Zastosowanie kompozytów na bazie termoplastów i zawartosci nanowypelniaczy na poziomie 2% (wag.) moze znacz^co ograniczyc to zagrozenie poprzez katalizç rozkladu termicznego polimeru w kierun-ku zwçglania. Dziçki temu material nie topi siç, lecz tworzy stal^ zwçglon^ masç [37-38]. Wypelniacze z nanogliny zmie-niaj^ wlasciwosci reologiczne materialu, przez co tworzywo w podwyzszonej temperaturze nie ma tendencji do kapania [39]. Takie tworzywo nadal mozna tloczyc pod cisnieniem do form, a linia technologiczna pozostaje niezmieniona. Dzialanie nanododatków moze powodowac powstawanie na powierzchni pal^cego siç materialu zwçglonej porowatej warstwy, która bçdzie stanowila fizyczn^ barierç utrudniaj^c^ migracjç utleniacza i produktów rozkladu termicznego. Dziç-ki temu proces spalania zostanie skutecznie zahamowany. Juz 30 nm grubosci warstwy chitozanu i soli kwasu poli(winylo-sulfonowego) na piance poliuretanowej zmniejsza o polowç calkowit^ ilosc wydzielonego ciepla, jednoczesnie nie wply-waj^c na wlasciwosci mechaniczne pianki [40]. Równie obie-cuj^ce wyniki dalo zastosowanie nanorurek i nanogliny jako wypelniacza [41-42]. Dziçki takim materialom mozliwa jest produkcja materialów o zwiçkszonej odpornosci na wysok^ temperaturç bez koniecznosci stosowania zwi^zków haloge-nopochodnych, które znane s^ ze swojej toksycznosci i koro-zyjnosci [43].
Podsumowuj^c, glówne funkcje, jakie pelni^ nanocz^stki w procesie modyfikacji ogniochronnej, to tworzenie porowatej warstwy, wplywanie na zwçglanie materialu (montmory-lonit), dzialanie inhibicyjne na procesy rozkladu termicznego i spalania (grafen), poprawa przeplywu ciepla w masie (nanorurki wçglowe) oraz odbijanie promieniowania cieplnego (TiO2). Te wlasciwosci pozwalaj^ podwyzszyc temperaturç rozkladu oraz zmniejszaj^ ilosc wydzielaj^cego siç ciepla, co pozytywnie wplywa na ich wlasciwosci pozarowe. Dodatki do tworzyw sztucznych mog^ znacz^co zmniejszyc zdolnosc materialu do tworzenia siç pal^cych kropli, przy nieznacznej zmianie wlasciwosci reologicznych tworzywa.
3. Detekcja
Wspólczesne metody stosowane w profilaktyce pozarowej oraz metody dzialan gasniczych znacz^co rózni^ siç od tych stosowanych kilkaset lat temu. Z punktu widzenia rozwoju pozaru niezwykle wazne jest jego wczesne wykrycie, najlepiej w pocz^tkowym stadium. Dawniej pozar mozna bylo wykryc poprzez obserwacjç pojawiaj^cego siç dymu lub wyczucie za-pachu spalenizny. Dzisiaj dysponujemy instrumentami, które mog^ wykryc bardzo male stçzenia cz^stek dymu, wzrost temperatury, emitowane swiatlo lub tez charakterystyczne produkty spalania [44-45]. W pocz^tkowym stadium pozaru mamy do czynienia z emisja dymu oraz gazowych produktów rozkladu termicznego i spalania, podczas gdy temperatura wewn^trz obiektu nie zwiçksza siç znacz^co. Emisja dymu w duzej mierze zalezy od wlasciwosci materialu, sposobu jego spalania oraz od fazy rozwoju pozaru. Dym, bçd^cy ukladem koloidalnym, w którym faz^ rozproszon^ jest ciecz lub cialo stale, jest wczesn^ oznak^ pozaru [46]. Nanotechnologia
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
pozwala na otrzymanie foto elementó w, których parametry znacz^co przewyzszaj^ konwencjonalne materialy. Jednym z podstawowych elementów detektorów dymu jest stabilne zródlo swiatla. W zaleznosci od sposobu wykrywania dymu, rozproszeniowego czy absorpcyjnego, potrzebne jest zródlo promieniowania o róznej dlugosci fali i intensywnosci. Zwi^kszenie czulosci mozna osi^gn^c poprzez zastosowanie elementów fotoluminescencyjnych opartych na kropkach kwantowych QD-LED (Quantum Dot Light Emitting Device). Takie zródla swiatla charakteryzuj^ si§ duz^ stabilnosci^, w^skim przedzialem emitowanego swiatla oraz mozliwosci^ dostrojenia dlugosci fali [47]. Drugim elementem czujek dymu jest czujnik swiatla, gdzie stosuje si§ róznego rodzaju fotoelementy, takie jak fotodiody. Dzi^ki uzyciu nanodrutów opartych na arsenku galu (GaAs) [48], grafenu [49- 50] lub innych materialów [51-53], mozna zwi^kszyc czulosc detektorów swiatla, jak równiez calych czujników dymu. Przykla-dowo czulosc detektora na bazie nanodrutów GaAs/AlGaAs wynosi 7,2 x 1010 cm^Hz1/2/W przy dlugosci fali 855 nm. Jest to wartosc porównywalna do czujników z arsenku galu o du-zej powierzchni [48]. W fazie badan s^ urz^dzenia nazywane nantenami, które s^ nanometryczn^ wersj^ normalnej ante-ny radiowej, z t^ róznic^, ze ze wzgl^du na swój rozmiar s^ w stanie absorbowac fale swietlne [54]. Bardziej rozwini^te wersje urz^dzenia bazuj^ na interakcji plazmonów cz^stek zlota z plaszczyzn^ grafenow^ (ryc. 3). Takie rozwi^zania daj^ mozliwosci detekcji swiatla z niezwykle duz^ czulosci^ oraz w przedziale cz^stotliwosci, które dotychczas charakteryzo-waly si§ mal^ wydajnosci^ tj. podczerwieni [55].
Ryc. 3. Uproszczony schemat fotodetektora na bazie grafenu i zlotych heptamerow Fig. 3. Simplified scheme of photodetector based on gold heptamers and graphene Zrodlo: Opracowanie wlasne.
Source: Own elaboration.
Wykazano, ze emisja dymu zmniejsza si§ podczas spalania plomieniowego dla wi^kszosci materialow. W przypadku pojawienia si§ plomienia, produkty rozkladu termicznego ulegaj^ utlenieniu do postaci gazowej, przez co zmniejsza si§ ilosc emitowanego dymu [56-57], [28]. Najmniej zauwazal-nym sposobem spalania jest tlenie, w trakcie ktorego emito-wane jest nie swiatlo (w przeciwienstwie do zarzenia) a produkty rozkladu termicznego. Tl^cy material moze przez dlugi czas pozostac niezauwazony [58]. Poniewaz takze w tym wy-padku mamy do czynienia ze spalaniem, podczas tego pro-cesu emitowane s^ gazowe produkty, takie jak tlenki w^gla, ktore mog^ zostac wykryte. Dwa podstawowe gazy wcho-dz^ce w sklad spalin, ktore nie wyst^puj^ normalnie w po-wietrzu w zwi^kszonym st^zeniu to CO2 i CO. Oba gazy s^ bezbarwne i nie posiadaj^ zapachu, wi^c ich wykrycie przez ludzi jest utrudnione. Najgrozniejszym z gazow spalinowych jest tlenek w^gla z uwagi na swoj^ toksycznosc [59]. Znacz^-
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
ca cz^sc ofiar pozarow ginie w wyniku zatrucia tym wlasnie gazem. Poniewaz CO nie wyst^puje normalnie w powietrzu, jego obecnosc jest bezposrednim wskaznikiem wyst^pienia pozaru. W praktyce do alarmowania o niesprawnej wenty-lacji jako czujnikow uzywa si§ detektorow tlenku w^gla np. w kominkach domowych. Bardzo rzadko takie czujniki uzy-wane s^ jako czujki w instalacji systemu alarmu pozarowego z uwagi na ich krotk^ zywotnosc (rz^du 5 lat) i dosc wysok^ awaryjnosc [60]. Do produkcji czujnikow gazow stosowane s^ najcz^sciej takie materialy jak: polimery, polprzewodniko-we tlenki metali lub porowata krzemionka. Materialy te nie s^ doskonale i nadal trzeba zwi^kszac ich czulosc i selektywnosc [61]. Do tego celu mozna zastosowac nanomaterialy, takie jak jednoscienne nanorurki w^glowe (ryc. 4 A), grafen (ryc. 4 B) oraz silicen (ryc. 4C).
Czujniki na bazie nanomaterialow w^glowych pozwala-j^ na wykrywanie roznych gazow (w tym CO) na poziomie pojedynczych molekul [62]. Budowa takiego czujnika zostala przedstawiona na ryc. 5. Urz^dzenie analizuje wlasciwosci elektryczne nanocz^stki pol^czonej z elektrodami. Po za-adsorbowaniu danej cz^steczki (np. CO) zmieniaj^ si§ wlasciwosci elektryczne urz^dzenia. Najcz^sciej do tego celu s^ stosowane cz^steczki 1 i 2D w postaci nanorurek lub grafenu [63-64].
Niestety, ze wzgl^du na slabe oddzialywania struktury w§-glowej z tlenkiem w^gla, zakres ich detekcji jest ograniczony [65]. Rozwi^zaniem tego problemu jest zast^pienie grafenu jego krzemowym odpowiednikiem silicenem, ktory ze wzgl^-du na chemisorpj wykazuje zwi^kszon^ czulosc w odniesie-niu do tlenku w^gla. Oddzialywania te s^ nieznaczne, dzi^ki czemu, po podgrzaniu cz^steczki CO desorbuj^ z powierzch-ni, a czujnik wraca do swojego poprzedniego stanu. Czujnik dziala poprawnie w atmosferze azotu, niestety obecnosc tlenu oraz pary wodnej obniza jego skutecznosc [66]. Z tego powo-du nadal prowadzone s^ prace w celu uodpornienia struktury na dzialanie tych cz^steczek. Innym rozwi^zaniem problemu slabej adsorpcji CO jest funkcjonalizacja powierzchni w§-glowej heteroatomami lub selektywnymi cz^steczkami. Takie podejscie pozwolilo juz na otrzymanie detektorow takich cz^-steczek jak cukry, dopamina, trinitrotoluen, nici DNA. Praw-dopodobnie niedlugo znajdzie ono zastosowanie rowniez w detekcji tlenku w^gla [67-69]. Z uwagi na niezwykle male rozmiary i dzialanie na poziomie kwantowym czujniki na bazie nanomaterialow b^d^ charakteryzowac si§ nieduzym
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
kosztem produkcji oraz bardzo niskim zuzyciem energii, co pozytywnie wplynie na czas ich eksploatacji [70]. Dodatkowo czulosc na poziomie cz^steczkowym pozwoli wykrywac gazy spalinowe juz w pocz^tkowym etapie spalania, co pozwoli istotnie zmniejszyc zagrozenie pozarowe.
Ryc. 5. Uproszczony schemat detektora tlenku w^gla opartego na
nanorurkach w^glowych Fig. 5. Simplified scheme of carbon monoxide detector based on carbon nanotubes Zródlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
4. Gaszenie
Mechanizm dzialania srodków gasniczych moze bye zróz-nicowany. Efekt gasniczy mozna uzyskae poprzez odci^cie dost^pu tlenu, odebranie ciepla z plon^cej powierzchni oraz inhibij reakcji rodnikowych zachodz^cych w plomieniu [71]. Z uwagi na stan skupienia mozna wyróznie srodki ga-snicze: ciekle, pianowe, proszkowe i gazowe. Nie kazda sub-stancja skutecznie ugasi dany pozar. Poza wod^ do jednych z najcz^sciej stosowanych srodków gasniczych nalez^ prosz-ki gasnicze. Srednica ich ziaren zawiera si§ w granicach 2060 |tm, a mechanizm dzialania polega na inhibicji procesów spalania [72]. Rozpylony proszek opada na powierzchni^ plon^cego materialu i odcina dost^p tlenu poprzez utwo-rzenie szklistej warstwy (proszki fosforanowe). Dodatkowo proszki na bazie w^glanów w wyniku rozkladu termicznego
tXCCv
ОС С Si
Ryc. 4. Struktura atomowa A - jednosciennej nanorurki w^glowej, B - grafenu, C - silicenu Fig. 4. Atomic structure of A - singlewalled carbon nanotube, B - graphene, C - silicene Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
emituj^ CO2 i parç wodn^, które wypieraj^ tlen [73]. Prosz-ki gasnicze s^ tez stosowane do tlumienia wybuchów, gdzie zaaplikowane w strefç spalania powstrzymuj^ wybuch przed rozwiniçciem siç do znacz^cych rozmiarów [74]. Typowe proszki gasnicze s^ malo skuteczne w gaszeniu plomienia gazowego, poniewaz ich powierzchnia kontaktu, jak i czas sedymentacji nie s^ wystarczaj^ce. Nanoproszki o srednicy ziarna ~100 nm opadaj^ w powietrzu z prçdkosci^ 7,3 cm/ dzien, a ich powierzchnia wlasciwa jest rzçdu 25-100 m2/g, przez co ich wydajnosc gaszenia jest okolo 30 razy wiçksza w porównaniu do konwencjonalnych proszków. Nalezy jed-nak pamiçtac, ze nie kazdy nanomaterial bçdzie wykazywal dzialanie gasz^ce. Niektóre proszki, jak na przyklad NiO wy-kazuj^ dzialanie katalityczne, przez co przyspieszaj^ spalanie. W celach gasniczych dobrze sprawdza siç ZrO2 którego dzialanie inhibituj^ce spalanie metanu zostalo udowodnione [75]. Poza wolnym opadaniem i wlasciwosciami inhibicyjnymi na-noproszki, jak kazdy nanomaterial charakteryzuj^ siç równiez wysok^ wydajnosci^. Z powodu duzej powierzchni wlasciwej juz nieznaczna ilosc proszku moze stworzyc chmurç aerozolu skutecznie gasz^c^ plomienie.
Innym rozwi^zaniem jest zastosowanie mikrokapsulek zawieraj^cych aktywny srodek gasniczy. W warunkach nor-malnych kapsulki wielkosci 10-50 |im zachowuj^ siç jak zwy-kly proszek, przez co nie oddzialuj^ chemicznie na otoczenie. W warunkach podwyzszonej temperatury nastçpuje ich roze-rwanie i uwolnienie srodka gasniczego bezposrednio w strefie spalania. Takie rozwi^zanie pozwala na zmniejszenie gasnicy do podrçcznych rozmiarów ~20 cm (ryc. б). Dodatkowo, pro-sta budowa pozwala na jej uzytkowanie bez potrzeby serwiso-wania przez okres 5 lat [7б].
!_!
mm
Ryc. б. Gasnica JE-100 uzywaj^ca mikrokapsulek (Westpeace Fire Investment Holdings Ltd) [7б] Fig. б. Fire extinguisher with microcapsules, model JE-100 (Westpeace Fire Investment Holdings Ltd) [7б]
S. Podsumowanie
Nowoczesne rozwi^zania materialowe mog^ przyczynic siç do rozwoju ochrony przeciwpozarowej. Nanotechnologia moze znalezc zastosowanie w biernej i czynnej ochronie przeciwpozarowej oraz w rozwi^zaniach z zakresu technik gaszenia. Najwiçkszy postçp obserwuje siç w zastosowaniu nano-technologii do modyfikacji istniej^cych materialów. Kom-pozyty wykorzystuj^ce nanocz^stki zyskuj^ na odpornosci termicznej, co wplywa na zmniejszenie ryzyka przenoszenia pozaru poprzez odpadaj^ce od materialu palace siç krople. Na uwagç zasluguje fakt, ze nanowypelniacze s^ skuteczne juz przy stçzeniu 2% (wag.). Nowe materialy pozwalaj ц zwiçkszyc czulosc systemów sluz^cych do wykrywania pozaru oraz ich niezawodnosc. Detektory na bazie nanomaterialów pozwalaj^ na wykrywanie produktów rozkladu termicznego i spalania z dokladnosci^ do pojedynczych molekul. Nowe zródla swiatla oraz jego czujniki mog^ zwiçkszyc mozliwosci i niezawodnosc czujek dymowych. Nanotechnologia ma takze istotny wklad w rozwój srodków gasniczych. Nowoczesne proszki gasnicze, dziçki swoim niezwykle malym rozmiarom, s^ wydajniejsze
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
od proszkow konwencjonalnych. Badania nad uzyciem mikrokapsulek doprowadzily do stworzenia podr^cznych gasnic o bardzo dlugim okresie przydatnosci. Nanotechnologia sty-muluje rozwoj pozostalych dziedzin nauki, daj^c coraz lepsze rozwi^zania technologiczne.
Literatura
[1] Feynman R.P., Plenty of Room at the Bottom, Transkrypt wyst^pienia w Pasadenie dla American Physical Society z grudnia 1959 roku.
[2] Eigler D.M., Schweizer E.K., Positioning single atoms with a scanning tunnelling microscope, "Nature", Vol. 344, 1990, pp. 524-526.
[3] Tiwari J.N., Tiwari R.N., Kim K.S., Zero-dimensional, one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional nanostructured materials for advanced electrochemical energy devices, "Progress in Materials Science" Vol. 57 Issue 4, 2012, pp. 724-803.
[4] Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E., C0: Buckminsterfullerene, "Nature" Vol. 318, 1985, pp. 162-163.
[5] Iijima S., Helical microtubules of graphitic carbon, "Nature" Vol. 354, 1991, pp. 56-58.
[6] Byszewski P., Klusek Z., Some properties of fullerenes and carbon nanotubes, "Opto-Electronics Review", Vol. 9 Issue 2, 2001, pp. 203-210.
[7] Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I.V., Firsov A.A., Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films, Science, Vol. 306 Issue 5696,
2004, pp. 666-669.
[8] Lee D.W., Jin M.H., Lee C.B., Lee S.W., Park J.W., Oh D., Park J.C., Park J.S. Straightforward Synthesis of Metal Nanoparticles and Hierarchical Porous Metals Assisted by Partial Film Boiling Phenomena, "Chemistry of Materials" Vol. 27 Issue 15, 2015, pp. 5151-5160.
[9] Sajti C.L., Sattari R., Chichkov B.N., Barcikowski S., Gram Scale Synthesis of Pure Ceramic Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid, "The Journal of Physical Chemistry C", Vol. 114 Issue 6, 2010, pp. 2421-2427.
[10] Wang X., Hall J. E., Warren S., Krom J., Magistrelli J. M., Rackaitis M., Bohm G. G. A., Synthesis, Characterization, and Application of Novel Polymeric Nanoparticles, "Macromolecules" Vol. 40 Issue 3, 2007, pp. 499-508.
[11] Sonström P., Bäumer M., Supported colloidal nanoparticles in heterogeneous gas phase catalysis: on the way to tailored catalysts, "Physical Chemistry Chemical Physics", Vol. 13, 2011, pp. 19270-19284.
[12] Rioux R.M., Song H., Hoefelmeyer J.D., Yang P., Somorjai G.A., High-Surface-Area Catalyst Design: Synthesis, Characterization, and Reaction Studies of Platinum Nanoparticles in Mesoporous SBA-15 Silica, "The Journal of Physical Chemistry B", Vol. 109,
2005, pp. 2192-2202.
[13] Moon K.S., Dong H., Maric R., Pothukuchi S., Hunt A., Li Y., Wong C.P., Thermal Behavior of Silver Nanoparticles for Low-Temperature Interconnect Applications, "Journal of Electronic Materials", Vol. 34 Issue 2, 2005, pp. 168-175.
[14] Lukaszczuk P., Mijowska E., Kalenczuk R., Selective oxidation of metallic single-walled carbon nanotubes, "Chemical Papers", Vol. 67 Issue 9, 2013, pp. 1250-1254.
[15] Ding B., Kim C.K., Kim H.Y., Seo M.K., Park S.J., Titanium Dioxide Nanofibers Prepared by Using Electrospinning Method, "Fibers and Polymers" Vol. 5 Issue 2, 2004, pp. 105-109.
[16] Choi S., Park J., Hyun W., Kim J., Kim J., Lee Y. B., Song C., Hwang H.J., Kim J.H., Hyeon T., Kim D.H., Stretchable Heater Using Ligand-Exchanged Silver Nanowire Nanocomposite for Wearable Articular Thermotherapy, "ACS Nano", Vol. 9 Issue 6, 2015, pp. 6626-6633.
[17] Khare R., Bose S., Carbon Nanotube Based Composites-A Review, "Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering" Vol. 4 Issue 1, 2005, pp. 31-46.
[18] Liu Y., Kumar S., Polymer/Carbon Nanotube Nano Composite Fibers-A Review, "ACS Applied Materials & Interfaces" Vol. 6 Issue 9, 2014, pp. 6069-6087.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
[19] Kim J., Jinj Y., Han I., Choe D., Flat Panel Display Using Carbon [39 Nanotube, Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,
2006, IEEE, pp. 888-889, [dok. elektr.] http://ieeexplore.ieee. org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4195029, [dostçp:
13.11.2015]. [40
[20] Wang Q.H., Setlur A.A., Lauerhaas J.M., Dai J.Y., Seelig E.W., Chang R.P.H., A nanotube-based field-emission flat panel display, "Applied Physics Letters" Vol. 72 Issue 22, 1998, pp. 2912-2913. [41
[21] Borah J.P., Sarma K.C., Optical and Optoelectronic Properties of ZnS Nanostructured Thin Film, "Acta Physica Polonica A" Vol.
114 Issue 4, 2008, pp. 713-719. [42
[22] Parreira P., Lavareda G., Valente J., Nunes F.T., Amaral A., Nunes de Carvalho C., Optoelectronic properties of transparent p-type semiconductor CuxS thin films, "Physica Status Solidi A" [43 Vol. 207 Issue 7, 2010, pp. 1652-1654.
[23] Novoselov K.S., Nobel Lecture: Graphene: Materials In The Flatland, "Reviews Of Modern Physics", Vol. 83, 2011, pp. 837-849.
[24] Bianco A., Cheng H.M., Enoki T., Gogotsi Y., Hurt R.H., [44 Koratkar N., Kyotani T., Monthioux M., Park C.R., Tascon J.
M.D., Zhang J., All in the graphene family - A recommended [45
nomenclature for two-dimensional carbon materials, "CARBON"
Vol. 65, 2013, pp. 1-6. [46
[25] Lin Y.M., Jenkins K.A., Valdes-Garcia A., Small J.P., Farmer D.B., Avouris P., Operation of Graphene Transistors at Gigahertz Frequencies, "Nano Letters" Vol. 9 Issue 1, 2009, pp. 422-426.
[26] Stankovich S., Dikin D.A., Dommett G. H.B., Kohlhaas K.M., [47 Zimney E.J., Stach E.A., Piner R.D., Nguyen S.T., Ruoff R.S., Graphene-based composite materials, "Nature" Vol. 442, 2006,
pp. 282-286.
[27] Su Y., Kravets V.G., Wong S.L., Waters J., Geim A.K., Nair [48 R.R., Impermeable barrier films and protective coatings based
on reduced graphene oxide, "Nature Communications" Vol. 5 Issue 4843, 2014, [dok. elektr.] http://www.nature.com/ [49 ncomms/2014/140911/ ncomms5843/full/ncomms5843.html [dostçp 13.11. 2015].
[28] Drysdale D., An introduction to fire dynamics, John Wiley & Sons Ltd., New York 1985. [50
[29] Mazur J., Pustelny B., Termofalowa metodapomiaru dyfuzyjnosci cieplnej, „Problemy Eksploatacji" Issue 3, 2008, pp. 177-188. [51
[30] Devendra K., Rangaswamy T., Evaluation of Thermal Properties of E-Glass/ Epoxy Composites Filled By Different Filler Materials, "International Journal Of Computational Engineering Research" Vol. 2 Issue 5, 2012, pp. 1708-1714. [52
[31] Iwko J., Zachowanie siç tworzyw sztucznych w warunkach pozarowych. Czçsc II - pomiary palnosci oraz metody uniepalniania, tworzyw sztucznych, „Tworzywa Sztuczne [53 i Chemia" Vol. 6, 2009, pp. 24-29.
[32] Von Gentzkow W., Huber J., Kapitza H., Rogler W., HalogenFree Flame-Retardant Plastics for Electronic AppIications, [54 "Journal of Vinyl and Additive Technology" Vol. 3 Issue 2, 2004,
pp. 175-178.
[33] Yu J., Huang X., Wu C., Jiang P., Permittivity, Thermal Conductivity and Thermal Stability of Poly(vinylidene fluoride)/ Graphene Nanocomposites, "IEEE Transactions on Dielectrics [55 and Electrical Insulation" Vol. 18 Issue 2, 2011, pp. 478-484.
[34] Moniruzzaman M., Winey K.I., Polymer Nanocomposites Containing Carbon Nanotubes, "Macromolecules" Vol. 39, 2006, [56 pp. 5194-5205.
[35] Galano A., Carbon nanotubes: promising agents against free radicals, "Nanoscale" Vol. 2, 2010, pp. 373-380. [57
[36] Jurkowski B., Jurkowska B., Rydarowski H., Niektore aspekty badan palnosci kompozytow polimerowych, „Czasopismo Techniczne. Mechanika R." Vol. 106, 2009, pp. 145-152.
[37] Wu Z., Xue M., Wang H., Tian X., Ding X., Zheng K., Cui P., [58 Electrical and flame-retardant properties of carbon nanotube/ poly(ethylene terephthalate) composites containing bisphenol A [59 bis(diphenylphosphate), "Polymer" Vol. 54, 2013, pp. 3334-3340.
[38] Gilman J.W., Kashiwagi T., Lichtenhan J. D., Nanocomposites: [60 A Revolutionary New Flame Retardant Approach, "SAMPE Journal", Vol. 33 Issue 4, 1997, pp. 40-46.
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.9
Si M., Zaitsev V., Goldman M., Frenkel A., Peiffer D. G., Weil E., Sokolov J.C., Rafailovich M.H., Self-extinguishing polymer/ organoclay nanocomposites, "Polymer Degradation and Stability" Vol. 92, 2007, pp. 86-93.
Laufer G., Kirkland C., Morgan A.B., Grunlan J.C., Exceptionally Flame Retardant Sulfur-Based Multilayer Nanocoating for Polyurethane Prepared from Aqueous Polyelectrolyte Solutions, "ACS Macro Letters" Vol. 2, 2013, pp. 361-365. Kim Y.S., Davis R., Multi-walled carbon nanotube layer-by-layer coatings with a trilayer structure to reduce foam flammability, "Thin Solid Films" Vol. 550, 2014, pp. 184-189. Kim Y.S., Harris R., Davis R., Innovative Approach to Rapid Growth of Highly Clay-Filled Coatings on Porous Polyurethane Foam, "ACS Macro Letters" Vol. 1, 2012, pp. 820-824. Wojtala A., Wlasciwosci kompozytow polietylenowych zudzialem modyfikowanego zwiqzkiem silanowym wodorotlenku magnezu i dodatkiem acetyloacetonianu zelaza III, „Polimery" Vol. 56 Issue 2, 2011, pp. 114-120.
Markowski W., Czulosc czujek pozarowych Cz. I, „Systemy alarmowe" Issue 2, 2008, pp. 54-58.
Markowski W., Czulosc czujek pozarowych Cz. II, „Systemy alarmowe" Issue 3, 2008, pp. 58-61.
Samborski, T., Koziol, S., Zbrowski, A., Stçpien P., Koncepcja modelowego systemu do badan oslon przeciwwietrznych z czujkami dymu, „Problemy Eksploatacji" Issue 1, 2012, pp. 87-97.
Wood V., Bulovic V., Colloidal quantum dot light-emitting devices, "Nano Reviews" Vol. 1, 2010, [dok. elektr.] http://www. nano-reviews. net/index.php/nano/article/view/5202 [dostçp 13.11.2015].
Dai X., Zhang S., Wang Z., Adamo G., Liu H., Huang Y., Christophe Couteau, Cesare Soci, GaAs/AlGaAs Nanowire Photodetector, "Nano Letters" Vol. 14, 2014, pp. 2688-2693. Klekachev A.V., Nourbakhsh A., Asselberghs I., Stesmans A. L., Heyns M. M., De Gendt S., Graphene Transistors and Photodetectors, "The Electrochemical Society Interface" Vol. 22 Issue 1, 2013, pp. 63-68.
Li J., Niu L., Zheng Z., Yan F., Photosensitive Graphene Transistors, "Advanced Materials" Vol. 26, 2014, pp. 5239-5273. Jiang C., Song J., Significant Photoelectric Property Change Caused by Additional Nano-confinement: A Study of Half-Dimensional Nanomaterials, "Small" Vol. 10 Issue 24, 2014, pp. 5042-5046.
Pradhan B., Setyowati K., Liu H., Waldeck D. H., Chen J., Carbon Nanotube-Polymer Nanocomposite Infrared Sensor, "Nano Letters" Vol. 8 Issue 4, 2008, pp. 1142-1146. Zheng W., Li X., Dong C., Yana X., He G., Fabrication of a visible light detector based on a coaxial polypyrrole/TiO2 nanorod heterojunction, "RSC Advances" Vol. 4, 2014, pp. 44868-44871. Kotter D.K., Slafer W.D., Novack S.D., Pinhero P., Solar nantenna electromagnetic collectors, ASME 2008 2nd International Conference on Energy Sustainability, Volume 2, Solar Thermal and Photovoltaic Power, American Society of Mechanical Engineers, U.S. 2008, 409-415.
Fang Z., Liu Z., Wang Y., Ajayan P.M., Nordlander P., Halas N.J., Graphene-Antenna Sandwich Photodetector, "Nano Letters" Vol. 12, 2012, pp. 3808-3813.
Kolbrecki A., O dymotworczosci wyrobow budowlanych w czasie pozaru, „Prace instytutu techniki budowlanej" 4(116), 2000, 4756.
Konecki M., Szacowanie zasiçgu widzialnosci w dymie powstalym w czasie spalania wybranych gatunkow drewna i materialow drewnopochodnych, „Prace instytutu techniki budowlanej" 2(134), 2005, 39-48.
Papis B., Proces tlenia w materialach budowlanych, „Prace
instytutu techniki budowlanej" 3(159), 2011, 29-39.
Omaye S.T., Metabolic modulation of carbon monoxide toxicity,
"Toxicology" Vol. 180 Issue 2, 2002, pp. 139-150.
Ryan T. J., Arnold K. J., Residential Carbon Monoxide Detector
Failure Rates in the United States, "American Journal of Public
Health" Vol. 101 Issue 10, 2011, pp. e15-e17.
DOI:10.12845/bitp.42.2.2016.9
[61] Liu X., Cheng S., Liu H., Hu S., Zhang D., Ning H., A Survey on Gas Sensing Technology, "Sensors" Vol. 12, 2012, pp. 9635-9665.
[62] Schedin F., Geim A.K., Morozov S.V., Hill E.W., Blake P., Katsnelson M.I., Novoselov K.S., Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene, "Nature Materials" Vol. 6, 2007, pp. 652-655.
[63] Wang Y., Yeow J.T.W., A Review of Carbon Nanotubes-Based Gas Sensors, "Journal of Sensors" Vol. 2009, 2009, [dok. elektr.] http://www.hindawi.com/journals/js/2009/493904/ [dost^p: 13.11.2015].
[64] Akbari E., Buntat Z., Ahmad M.H., Enzevaee A., Yousof R., Iqbal S.M.Z., Ahmadi M. T., Sidik M.A.B., Karimi H., Analytical Calculation of Sensing Parameters on Carbon Nanotube Based Gas Sensors, "Sensors" Vol. 14, 2014, pp. 5502-5515.
[65] Paulla K.K., Farajian A.A., Concentration Effects of Carbon Oxides on Sensing by Graphene Nanoribbons: Ab Initio Modeling, "The Journal of Physical Chemistry C", Vol. 117 Issue 24, 2013, pp. 12815-12825.
[66] Osborn T.H., Farajian A.A., Silicene nanoribbons as carbon monoxide nanosensors with molecular resolution, "Nano Research" Vol. 7 Issue 7, 2014, pp. 945-952.
[67] Yang Y. J., Li W., CTAB functionalized grapheneoxide/ multiwalled carbonnanotube composite modified electrode for the simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine, uric acid and nitrite, "Biosensors and Bioelectronics" Vol. 56, 2014, pp. 300-306.
[68] Sablok K., Bhalla V., Sharma P., Kaushal R., Chaudhary S., Suri C.R., Amine functionalized graphene oxide/CNT nanocomposite for ultrasensitive electrochemical detection of trinitrotoluene, "Journal of Hazardous Materials" Vols 248-249, 2013, pp. 322328.
[69] Zhang C.Y., Yeh H.C., Kuroki M.T., Wang T.H., Single-quantum-dot-based DNA nanosensor, "Nature Materials" Vol. 4, 2005, pp. 826-831.
[70] Gilbertson L.M., Busnaina A.A., Isaacs J.A., Zimmerman J.B., Eckelman M J., Life Cycle Impacts and Benefits of a Carbon Nanotube-Enabled Chemical Gas Sensor, "Environmental Science & Technology" Vol. 48, 2014, pp. 11360-11368.
[71] Wilczkowski S., Dzialania inhibicyjne wybranych zwiqzkow chemicznych stosowanych w srodkach gasniczych, BiTP Issue 3, 2010, pp. 99-106.
[72] Wilczkowski S., Srodki gasnicze, Szkola Aspirantow Panstwowej Strazy Pozarnej, Krakow 1999.
[73] Grynczel Z., Wilczkowski S., Nowoczesne srodki gasnicze, Instytut wydawniczy CRZZ, Warszawa 1976.
[74] Szkudlarek Z., Klemens R., Gieras M., Tlumienie wybuchu metanu z wykorzystaniem wysokocisnieniowej gasnicy, „Przegl^d Gorniczy" Vol. 70 Issue 4, 2014, pp. 74-80.
[75] Huang Ch., Yang X., Lu L., Wang X., Flame Retardant Property of Nanopowder Aerosols toward Methane, "Chemical Papers" Vol. 60 Issue 2, 2006, pp. 102-110.
[76] Specyfikacja techniczna gasnic JE-100 Nano Particle Portables Fire Extinguisher firmy Westpeace Fire Investment Holdings Ltd.
A A A
dr inz. Pawel tukaszczuk - tytul magistra inzyniera zdobyl na Politechnice Szczecinskiej na Wydziale Technologii i Inzynierii Chemicznej w dziedzinie technologii nowych materialów. Pracç naukow^ rozpocz^l od syntezy wçglowych nanostruktur z wy-pelnieniem ferromagnetycznym do zastosowan medycznych. Stopien doktora uzyskal na Zachodniopomorskim Uniwersytecie Technologicznym w Szczecinie na Wydziale Technologii i Inzynierii Chemicznej w dziedzinie technologii chemicznej nieorga-nicznej. W swojej pracy naukowej zajmowal siç separaj nanostruktur wçglowych z podzialem na ich wlasciwosci elektrycz-ne. Obecnie zajmuje stanowisko adiunkta na wydziale Techniki Morskiej i Transportu w Zespole Inzynierii Bezpieczenstwa. W swojej pracy naukowej autor bada wlasciwosci pozarowe materialów oraz prowadzi syntezç nowych uniepalniaczy.
