新型電子紙型消防安全標識可清晰指引正確逃生方向

當結構復雜的建筑物發(fā)生火災時，往往伴隨著大量的濃煙，這些濃煙使得被困人員在逃生時無法辨別方向，進而發(fā)生意外。

一般而言，建筑物內(nèi)部要求設置疏散指示標識和安全出口標識等消防安全標識；而在濃煙中，這些標識又往往很難看清。

晉城市消防救援支隊的邢玉凱，經(jīng)過潛心研究、耐心琢磨，提出應用新型電子紙解決這一問題。這種電子紙覆蓋長余輝發(fā)光材料后，應用于消防標識，將滿足現(xiàn)代建筑以及臨時建筑、特殊建筑的生命安全防災體系要求。

電子紙技術

電子紙，又稱數(shù)字紙，是傳感器的一種衍生產(chǎn)品，它同時具備紙張和電子器件特性，既符合人們的視覺習慣，又具有方便、快捷、彩色化、數(shù)字化控制和規(guī)格多樣化等特點。電子紙可以像紙一樣閱讀舒適、超薄輕便、可彎曲。電子紙又可以像我們常見的液晶顯示器一樣具備轉換刷新顯示內(nèi)容功能，可以及時顯示最新信息，與數(shù)字化信息技術緊密結合，信息容量大，可以循環(huán)多次使用，并且比液晶顯示器省電得多。同時，電子紙具有低功耗、可折疊彎曲、畫面顯示細膩、可視角寬等優(yōu)點，尤其在陽光視角下，可視效果好。

電子紙的用途相當廣泛，可以用于代替常規(guī)顯示設備，包括移動通訊和PDA等手持設備顯示屏，同樣可以定位為超薄型顯示器，形成與印刷業(yè)有關的應用領域，例如便攜式電子書、電子報紙和IC卡等，能提供與傳統(tǒng)書刊類似的閱讀功能和使用屬性。長期以來，紙張一直用作信息交換的主要媒介，但圖文內(nèi)容一旦印在紙張上后就無法改變，不能滿足現(xiàn)代社會信息快速更新、信息存儲容量大和需長期保存等要求。因此，能夠長期保存易編輯、信息存儲容量大、信息循環(huán)利用率高和可進行高速處理的電子紙技術成為發(fā)展的目標。大幅面顯示電子紙常可以用作電子展板、POP廣告、信息提示牌等，小幅面顯示電子紙常用作小型塑料顯示、貨架標簽、手表、信用卡等?？傊?，電子紙技術既延續(xù)了人類對紙張的習慣，又具有電子顯示的功能，具有廣闊的應用和市場前景。

在邢玉凱的設想中，首先可以利用電子紙具有的低功耗、可折疊彎曲、畫面顯示細膩、可視角寬、與數(shù)字化信息技術緊密結合、信息容量大、循環(huán)多次使用等特點，然后設計出一種不需要電源或低耗電的智能化電子紙型消防安全標識，應用于現(xiàn)代社會規(guī)模化、高層化、復雜化及多功能化的建筑結構中，來保障人民的生命安全。

長余輝發(fā)光材料

長余輝發(fā)光材料簡稱長余輝材料，又被稱作夜光材料、蓄光型發(fā)光材料，其本質(zhì)上是一種光致發(fā)光材料。它不消耗電能，是一類能夠吸收可見光、紫外光、X-ray等，并在激發(fā)停止后仍可繼續(xù)發(fā)光的物質(zhì)。它把吸收的光儲存起來，然后在較暗的環(huán)境中發(fā)出明亮可辨的可見光，因而具有了照明功能，可以起到指示照明的作用，是一種“綠色”光源材料。

對于長余輝發(fā)光材料，有兩個重要指標，一個是激發(fā)光源關閉時的亮度值，即初始亮度；另一個是發(fā)光在人眼可視的亮度范圍內(nèi)持續(xù)的時間，即余輝時間。目前對于長余輝發(fā)光材料的研究大部分都集中在藍綠色發(fā)光材料方面，已知的性能最好的綠色長余輝發(fā)光材料是SrAl2O4:Eu2+,Dy3+，藍色長余輝發(fā)光材料Ca　Al2O4∶Eu2+，Nd3+【7】，其他顏色的長余輝發(fā)光材料研究進展和應用相對緩慢。

其中SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的余輝時間可達60小時以上，具有白晝蓄光、夜間發(fā)射的長期循環(huán)蓄光、發(fā)光的特點，有著廣泛的應用前景。因此，邢玉凱計劃利用長余輝發(fā)光材料自身發(fā)光的特點，設計出一種不需要電源，不需要布線的便捷式消防安全標識，以滿足臨時建筑、特殊建筑的要求，適用于現(xiàn)代建筑，確保人民的生命安全。

電子紙型消防安全標識

結構原理

電子紙利用光的反射進行顯示，但在暗室和黑暗環(huán)境下可視效果欠佳。長余輝發(fā)光材料是一種新型的自發(fā)光材料，具有發(fā)光亮度高，余輝時間長、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，將長余輝發(fā)光材料進行包膜涂覆以后置于電子紙表面，可以使電子紙在暗室環(huán)境下也有較好的顯示效果。邢玉凱此項研究的技術原理就是在電子紙上涂覆長余輝發(fā)光材料。

邢玉凱以鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料在電子紙上涂覆進行了詳細的舉例說明。鋁酸鹽是一類成熟的發(fā)光材料，如SrAl2O4:Eu2+,Dy3+是一種發(fā)綠光長余輝發(fā)光材料，進行紫外線照射或自然光照射后，撤掉光源，發(fā)光余輝時間完全滿足實用需求。將 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+長余輝發(fā)光粉進行包覆以后（防止其水解），按照消防安全標識的要求均勻涂覆在EPD　film上。涂覆密度不能太大，以防止完全遮擋住電子紙薄膜。在自然光下，不影響電子紙可視效果和內(nèi)容，同時發(fā)光材料反射自然光顯示標識內(nèi)容，當將電子紙移入暗室以后，長余輝發(fā)光材料緩慢釋放在自然光下吸收的能量，進行發(fā)光顯示標識內(nèi)容。

另外，還可以將電子粉末與長余輝發(fā)光材料按一定的比例混合，在制備EPD　film時直接將長余輝發(fā)光材料與電子紙合為一層，這樣用途將更為廣泛。

邢玉凱認為，這種新型電子紙型消防安全標識具有安裝便捷、易彎曲、發(fā)光效果好、畫面顯示細膩、可視角寬、與數(shù)字化信息技術緊密結合、信息容量大、可循環(huán)多次使用等特點，能夠應對并滿足現(xiàn)代建筑以及臨時建筑、特殊建筑的生命安全防災體系的要求，在火災發(fā)生后能夠有效并主動及時地指引正確的逃生方向，最大限度地減少人員傷亡。盡管目前還沒有開發(fā)，但其具有相當廣闊的潛在應用價值。