L'elettronica flessibile e indossabile integrata negli ingranaggi può ridurre il tasso di infortuni e mortalità dei vigili del fuoco

17 gennaio 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

pubblicazione sottoposta a revisione paritaria

correggere le bozze

dalla stampa dell'Università di Tsinghua

La lotta agli incendi potrebbe apparire molto diversa in futuro grazie alle tute e alle maschere antincendio intelligenti sviluppate da numerosi istituti di ricerca in Cina.

I risultati pubblicati dai ricercatori mostrano che gli elettrodi traspiranti intrecciati nel tessuto utilizzato nelle tute antincendio si sono dimostrati stabili a temperature superiori a 520ºC. A queste temperature, il tessuto risulta essere essenzialmente non combustibile con tempi di protezione termica elevati.

Lo studio è stato pubblicato il 12 gennaio 2023 su Nano Research.

I risultati mostrano l'efficacia e la praticità del tessuto Janus in grafene/poli(p-fenilene benzobisossazolo), o PBO, nel rendere la lotta antincendio "più intelligente", con l'obiettivo principale di realizzare prodotti su scala industriale che siano ritardanti di fiamma ma anche intelligenti. sufficiente per avvertire il vigile del fuoco dei maggiori rischi mentre si attraversa le fiamme.

"Gli indumenti antincendio convenzionali e le maschere antincendio possono garantire in una certa misura la sicurezza dei vigili del fuoco", ha affermato Wei Fan, professore e ricercatore presso la Scuola di Scienza e Ingegneria Tessile del Politecnico di Xi'an. "Tuttavia, la scena dell'incendio spesso cambia rapidamente, lasciando a volte i vigili del fuoco intrappolati nell'incendio per non aver valutato in tempo i rischi. In queste situazioni, anche i vigili del fuoco hanno bisogno di essere salvati."

La chiave qui è l’uso di Janus grafene/PBO, tessuti. Le fibre PBO offrono una migliore resistenza e protezione antincendio rispetto ad altre fibre simili, come il Kevlar. Le fibre di PBO vengono prima intrecciate in un tessuto che viene poi irradiato utilizzando un laser a infrarossi CO2. Da qui, il tessuto diventa l’ibrido Janus grafene/PBO che è al centro dello studio.

La maschera utilizza anche uno strato superiore e inferiore di Janus grafene/PBO con uno strato piezoelettrico in mezzo che funge da modo per convertire le pressioni meccaniche in elettricità e viceversa.

"La maschera ha un buon effetto di filtraggio delle particelle di fumo e l'efficienza di filtraggio di PM2,5 e PM3,0 raggiunge rispettivamente il 95% e il 100%. Nel frattempo, la maschera ha un buon comfort poiché la sua resistenza respiratoria (46,8 Pa) è inferiore rispetto alle maschere commerciali, la pressione è superiore a 49 Pa. Inoltre, la maschera è sensibile alla velocità e all'intensità della respirazione umana, il che può monitorare dinamicamente la salute dei vigili del fuoco", ha affermato Fan.

L'elettronica ignifuga presente in queste tute antincendio è flessibile, resistente al calore, rapida da realizzare e a basso costo, il che rende il ridimensionamento per la produzione industriale un risultato tangibile. Ciò rende più probabile che le future tute e maschere antincendio saranno in grado di utilizzare efficacemente questa tecnologia. Risposte rapide ed efficaci possono anche ridurre le perdite economiche attribuite agli incendi.

"I sensori basati su tessuti in grafene/PBO mostrano una buona ripetibilità e stabilità nel monitoraggio del movimento umano e nel rilevamento del gas NO2, il principale gas tossico negli incendi, che può essere applicato alle tute antincendio per aiutare i vigili del fuoco a evitare efficacemente il pericolo", ha affermato Fan. Essere in grado di rilevare forti aumenti del gas NO2 può aiutare i vigili del fuoco a cambiare rotta in un istante, se necessario, e potrebbe essere un'aggiunta salvavita all'attrezzatura dei vigili del fuoco.

È possibile apportare importanti miglioramenti nel campo antincendio per proteggere meglio i vigili del fuoco sfruttando i tessuti e i tessuti non tessuti di grafene/PBO. L’uso su larga scala di questa tecnologia può aiutare i ricercatori a raggiungere il loro obiettivo finale di ridurre la mortalità e le lesioni a coloro che rischiano la vita combattendo gli incendi.