유연하고 착용 가능한 전자 장치를 장비에 결합하면 소방관의 부상률과 사망률을 줄일 수 있습니다.

2023년 1월 17일

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칭화대학교 출판부

중국의 여러 연구 기관에서 개발한 지능형 방화복과 마스크 덕분에 미래의 소방은 크게 달라질 수 있습니다.

연구원들은 방화복에 사용되는 직물에 통기성 전극을 엮어 520°C 이상의 온도에서도 안정적인 것으로 입증된 결과를 발표했습니다. 이러한 온도에서 직물은 높은 열 보호 시간을 가지며 본질적으로 불연성인 것으로 밝혀졌습니다.

이 연구는 Nano Research에 2023년 1월 12일에 게재되었습니다.

결과는 난연성이면서도 지능적인 산업 규모의 제품을 제조하는 것을 주요 목표로 하는 소방 활동을 "더 스마트하게" 만드는 데 있어 Janus 그래핀/폴리(p-페닐렌 벤조비스옥사졸)(또는 PBO) 직조 직물의 효능과 실용성을 보여줍니다. 화염을 가로지르는 동안 소방관에게 증가된 위험을 경고하기에 충분합니다.

Xi'an Polytechnic University의 섬유 과학 및 공학부 교수이자 연구원인 Wei Fan은 "기존 소방복과 방화 마스크는 어느 정도 소방관의 안전을 보장할 수 있습니다."라고 말했습니다. "그러나 화재 현장은 종종 빠르게 바뀌며 때로는 위험을 제때 판단하지 못해 소방관이 불 속에 갇히게 됩니다. 이러한 상황에서는 소방관도 구조되어야 합니다."

여기서 핵심은 직조 직물인 Janus graphene/PBO를 사용한다는 것입니다. PBO 섬유는 Kevlar와 같은 다른 유사한 섬유보다 더 나은 강도와 ​​화재 방지 기능을 제공합니다. PBO 섬유는 먼저 직물로 직조된 다음 CO2 적외선 레이저를 사용하여 조사됩니다. 여기서부터 직물은 연구의 초점인 야누스 그래핀/PBO 하이브리드가 됩니다.

마스크는 또한 기계적 압력을 전기로 변환하거나 그 반대로 변환하는 방법으로 작용하는 압전 층이 있는 Janus 그래핀/PBO의 상단 및 하단 레이어를 활용합니다.

"마스크는 연기 입자 여과 효과가 좋으며 PM2.5와 PM3.0의 여과 효율은 각각 95%와 100%에 이릅니다. 한편, 마스크는 호흡 저항(46.8Pa)이 낮아 착용감이 좋습니다. 팬은 "상업용 마스크의 49Pa보다 더 크다"며 "게다가 이 마스크는 사람의 호흡 속도와 강도에 민감해 소방관의 건강을 동적으로 모니터링할 수 있다"고 말했다.

이러한 방화복에 사용된 난연성 전자 장치는 유연하고 내열성이 있으며 제작 속도가 빠르고 비용이 저렴하므로 산업 생산을 위한 확장이 가시적인 성과입니다. 이는 미래의 소방복과 마스크가 이 기술을 효과적으로 활용할 가능성을 높여준다. 신속하고 효과적인 대응은 화재로 인한 경제적 손실도 줄일 수 있습니다.

"그래핀/PBO 직조 직물 기반 센서는 인간의 움직임 모니터링과 화재의 주요 독성 가스인 NO2 가스 감지에서 우수한 반복성과 안정성을 나타내며, 이는 소방관이 위험을 효과적으로 피하는 데 도움이 되도록 소방복에 적용할 수 있습니다."라고 Fan은 말했습니다. NO2 가스의 급격한 증가를 감지할 수 있으면 소방관이 필요한 경우 즉시 경로를 변경하는 데 도움이 될 수 있으며 소방관 장비에 추가로 생명을 구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

그래핀/PBO 직조 및 부직포를 활용하면 소방관을 더욱 효과적으로 보호할 수 있는 소방 분야의 주요 개선이 가능합니다. 이 기술을 광범위하게 사용하면 연구자들은 목숨을 걸고 화재를 진압하는 사람들의 사망률과 부상을 줄인다는 궁극적인 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.