ギアに組み込まれた柔軟なウェアラブル電子機器により、消防士の負傷率と死亡率を減らすことができます

2023 年 1 月 17 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

査読済みの出版物

校正する

清華大学出版局

中国の複数の研究機関が開発したインテリジェントな防火服やマスクのおかげで、将来の消防活動は大きく変わるかもしれない。

研究者らは、消防服に使用される生地に織り込まれた通気性のある電極が520℃を超える温度でも安定であることが証明されたことを示す結果を発表した。 これらの温度では、生地は本質的に不燃性であり、高い熱保護時間が得られることがわかります。

この研究は、2023 年 1 月 12 日に Nano Research に掲載されました。

この結果は、消防活動をより「スマート」にするヤヌス グラフェン/ポリ(p-フェニレン ベンゾビスオキサゾール) (PBO) 織物の有効性と実用性を示しています。主な目標は、難燃性でありながらインテリジェントな製品を工業規模で製造することです。消防士が炎の中を通過する際に危険が増大することを警告するには十分です。

「従来の消火服と防火マスクは、消防士の安全をある程度確保できます」と西安理工大学繊維理工学部教授兼研究者のウェイ・ファン氏は述べた。 「しかし、火災現場は急速に変化することが多く、危険性を適時に判断できなかったために消防士が火災の中に閉じ込められることもあります。このような状況では、消防士も救出する必要があります。」

ここで重要なのは、Janus グラフェン/PBO、織布の使用です。 PBO 繊維は、ケブラーなどの他の同様の繊維よりも優れた強度と防火性を備えています。 PBO 繊維はまず生地に織り込まれ、次に CO2 赤外線レーザーを使用して照射されます。 ここから、生地は研究の焦点となるヤヌス グラフェン/PBO ハイブリッドになります。

このマスクは、ヤヌス グラフェン/PBO の上部層と下部層を利用しており、間に圧電層があり、機械的圧力を電気に、またはその逆に変換する手段として機能します。

「このマスクは煙粒子の濾過効果が優れており、PM2.5とPM3.0の濾過効率はそれぞれ95％と100％に達します。一方、マスクは呼吸抵抗（46.8Pa）が低いため、着用感が良好です」 「市販のマスクの49 Paよりも軽い。さらに、このマスクは人間の呼吸の速度と強さに敏感で、消防士の健康状態を動的に監視できる」とファン氏は語った。

これらの防火服に搭載されている難燃性電子機器は、柔軟性、耐熱性があり、製造が迅速で低コストであるため、工業生産の規模拡大が目に見えて実現できます。 これにより、将来の消防服やマスクがこの技術を効果的に使用できる可能性が高くなります。 迅速かつ効果的な対応により、火災による経済的損失も軽減できます。

「グラフェン/PBO織物ベースのセンサーは、人の動きの監視と火災時の主な有毒ガスであるNO2ガスの検出において優れた再現性と安定性を示し、消防士が効果的に危険を回避するために消防服に適用することができる」とファン氏は述べた。 NO2 ガスの急激な増加を検出できれば、消防士が必要に応じて瞬時に進路を変更するのに役立ち、消防士の装備に人命を救う可能性があります。

グラフェン/PBO 織布および不織布を活用することで、消防士をより良く保護するために消防分野で大幅な改善が可能です。 この技術を広範囲に使用することは、研究者が命を危険にさらして消火活動に従事する人々の死亡率と負傷を減らすという最終目標を達成するのに役立ちます。

詳しくは： Yu Luo ら、消防分野用の柔軟なセンサーおよび通気性電極としての固有難燃性を備えたレーザー誘起ヤヌス グラフェン/ポリ(p-フェニレン ベンゾビスオキサゾール) ファブリック、Nano Research (2023)。 DOI: 10.1007/s12274-023-5382-y

雑誌情報:ナノリサーチ

清華大学出版局提供