Гибкая носимая электроника, вплетенная в снаряжение, может снизить уровень травматизма и смертности пожарных

17 января 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

издательство Университета Цинхуа

В будущем пожаротушение может выглядеть совершенно иначе благодаря интеллектуальным пожарным костюмам и маскам, разработанным несколькими исследовательскими институтами в Китае.

Исследователи опубликовали результаты, показывающие, что воздухопроницаемые электроды, вплетенные в ткань, используемую в пожарных костюмах, оказались стабильными при температурах выше 520°C. При таких температурах ткань оказывается практически негорючей и имеет высокие показатели времени термозащиты.

Исследование было опубликовано 12 января 2023 года в журнале Nano Research.

Результаты показывают эффективность и практичность тканой ткани Janus из графена/поли(п-фениленбензоизоксазола) или ПБО в повышении «умности» пожаротушения, при этом основная цель состоит в производстве продуктов в промышленных масштабах, которые являются огнестойкими, но при этом интеллектуальными. достаточно, чтобы предупредить пожарного о повышенном риске при прохождении через пламя.

«Обычная пожарная одежда и противопожарные маски могут в определенной степени обеспечить безопасность пожарных», — сказал Вэй Фань, профессор и исследователь Школы текстильных наук и инженерии Сианьского политехнического университета. «Однако сцена пожара часто быстро меняется, иногда пожарные остаются в ловушке из-за того, что не смогли вовремя оценить риски. В таких ситуациях пожарных также необходимо спасать».

Ключевым моментом здесь является использование тканых материалов Janus Graphene/PBO. Волокна PBO обеспечивают лучшую прочность и огнестойкость, чем другие аналогичные волокна, такие как кевлар. Волокна PBO сначала вплетаются в ткань, которую затем облучают инфракрасным лазером CO2. С этого момента ткань становится гибридом Януса графена и ПБО, который и является предметом исследования.

В маске также используются верхний и нижний слои графена Janus/PBO с пьезоэлектрическим слоем между ними, который служит способом преобразования механического давления в электричество и наоборот.

«Маска обладает хорошим эффектом фильтрации частиц дыма, а эффективность фильтрации PM2,5 и PM3,0 достигает 95% и 100% соответственно. Между тем, маска имеет хороший комфорт при ношении, поскольку ее сопротивление дыханию (46,8 Па) ниже. чем 49 Па коммерческих масок. Кроме того, маска чувствительна к скорости и интенсивности дыхания человека, что позволяет динамически отслеживать состояние здоровья пожарных", - сказал Фань.

Огнестойкая электроника, используемая в этих пожарных костюмах, является гибкой, термостойкой, быстрой в изготовлении и недорогой, что делает масштабирование промышленного производства ощутимым достижением. Это повышает вероятность того, что будущие пожарные костюмы и маски смогут эффективно использовать эту технологию. Быстрые и эффективные меры реагирования также могут снизить экономические потери, связанные с пожарами.

«Датчики на основе тканых материалов графен/PBO демонстрируют хорошую повторяемость и стабильность при мониторинге движения человека и обнаружении газа NO2, основного токсичного газа при пожаре, который можно применять в костюмах пожарных, чтобы помочь пожарным эффективно избегать опасности», — сказал Фань. Возможность обнаружить резкое увеличение содержания газа NO2 может помочь пожарным мгновенно изменить курс, если это необходимо, и может стать спасительным дополнением к экипировке пожарных.

Значительные улучшения могут быть сделаны в области пожаротушения, чтобы лучше защитить пожарных, используя преимущества тканых и нетканых материалов из графена/ПБО. Широкомасштабное использование этой технологии может помочь исследователям достичь конечной цели — снизить смертность и травматизм среди тех, кто рискует своей жизнью при тушении пожаров.