雙保險消防服既能防火阻燃又能用火發(fā)電

據(jù)報道，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士團隊研發(fā)了一款既能防火阻燃，也能用火發(fā)電的阻燃紡織物，可為消防員提供智能定位和報警。該團隊結(jié)合阻燃導(dǎo)電棉織物、聚四氟乙烯涂層棉織物和分壓器，研制出一種低成本、環(huán)保的阻燃棉織物基摩擦納米發(fā)電機（FT-TENG），具有優(yōu)異的阻燃性能和卓越的能量采集能力。FT-TENG 被成功用作消防員的能量收集器以及森林自救和火災(zāi)報警系統(tǒng)的自供電傳感器。

FT-TENG 由兩種阻燃的銀涂層棉織物（FC），聚四氟乙烯涂層的棉織物（PC）和分隔物組成。通過將棉織物交替浸入陽離子聚電解質(zhì)溶液（PEI＆MEL）和陰離子電解質(zhì)溶液（PA）中，利用LBL 自組裝方法制備阻燃棉織物。FT-TENG 是通過FC 和PC 之間的連續(xù)接觸分離產(chǎn)生連續(xù)的交流電輸出，點亮“FIREMAN”LED 燈。

在明火、強熱通量和高溫條件下，研究人員對經(jīng)過防火處理的棉織物的阻燃性能進行了討論。垂直燃燒測試可以直觀地顯示明火下樣品的性能。所有處理過的棉織物都具有出色的自熄能力，而未處理的棉織物則完全燃燒。阻燃涂層可通過磷氮阻燃組合系統(tǒng)的協(xié)同作用來防止棉織物燃燒。增加沉積次數(shù)和溶液濃度會導(dǎo)致更多的阻燃涂層沉積，從而有助于進一步改善棉織物的阻燃性能。

機械直線電機被用來量化FT-TENG的電力輸出性能，包括開路電壓（VOC）、短路電流（ISC）和短路電荷轉(zhuǎn)移（QSC）。薄棉織物和厚棉織物的厚度分別為0.36和0.64 mm。為了獲得有效數(shù)據(jù)，在以下實驗中，將FTTENG的面積控制在5×5 cm2。在相同的測試條件下，使用薄棉織物的FT-TENG的電輸出要高于使用厚棉織物的FT-TENG的電輸出。在700MΩ的外部負(fù)載電阻下，最大峰值輸出功率密度可以達到343.19 mW/m2。此外，即使在17個不同的位置燃燒后，F(xiàn)T-TENG 仍可保持49.2%的初始電輸出。當(dāng)FT-TENG 暴露于220℃時，也會保留34.48%的電輸出。