當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物發(fā)生火災(zāi)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(shè)置疏散指示標(biāo)識和安全出口標(biāo)識等消防安全標(biāo)識；而在濃煙中，這些標(biāo)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(yīng)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(yīng)用于消防標(biāo)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(zāi)體系要求。

電子紙技術(shù)

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(xí)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(zhuǎn)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(shù)緊密結(jié)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(dāng)廣泛，可以用于代替常規(guī)顯示設(shè)備，包括移動通訊和PDA等手持設(shè)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(guān)的應(yīng)用領(lǐng)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(shù)成為發(fā)展的目標(biāo)。大幅面顯示電子紙?？梢杂米麟娮诱拱?、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(biāo)簽、手表、信用卡等?？傊?，電子紙技術(shù)既延續(xù)了人類對紙張的習(xí)慣，又具有電子顯示的功能，具有廣闊的應(yīng)用和市場前景。

在邢玉凱的設(shè)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(shù)緊密結(jié)合、信息容量大、循環(huán)多次使用等特點，然后設(shè)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(biāo)識，應(yīng)用于現(xiàn)代社會規(guī)?；⒏邔踊?、復(fù)雜化及多功能化的建筑結(jié)構(gòu)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(biāo)，一個是激發(fā)光源關(guān)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(yīng)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(yīng)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(shè)計出一種不需要電源，不需要布線的便捷式消防安全標(biāo)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(biāo)識

結(jié)構(gòu)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(shù)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(biāo)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(biāo)識內(nèi)容，當(dāng)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(biāo)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(rèn)為，這種新型電子紙型消防安全標(biāo)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(shù)緊密結(jié)合、信息容量大、可循環(huán)多次使用等特點，能夠應(yīng)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(zāi)體系的要求，在火災(zāi)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(dāng)廣闊的潛在應(yīng)用價值。