Пожарные работают в экстремальных условиях, и их экипировка должна не просто выдерживать высокие температуры, но и вовремя предупреждать об опасности. Ученые из Университета текстильной промышленности Уханя под руководством профессора Хуалин Хэ создали новый материал, который делает защитную одежду умнее. Вдохновением послужила структура человеческих мышц — так появился аэрогель ACMCA.

Результаты опубликованы в издании Nano-Micro Letters.

Этот материал сочетает в себе теплоизоляцию и способность преобразовывать тепло в электрические сигналы. Благодаря особой пористой структуре, созданной методом направленной сушки, он проводит тепло только в одном направлении и при этом остается гибким и легким (всего 0,038 г/см³). Его теплопроводность — всего 0,048 Вт/ (м·К), а коэффициент Зеебека достигает 46,78 мкВ/К. Это значит, что при нагреве материал сам генерирует ток, не требуя внешних источников питания.

На практике ACMCA уже показал отличные результаты: вшитый в костюм пожарного, он за 1,43 секунды срабатывает при контакте с огнем и подает сигнал тревоги в диапазоне от 50 до 400 °C. В отличие от обычных датчиков, которым нужны батарейки, этот работает автономно и не боится деформаций — даже после 300 сгибаний и растяжений он сохраняет 85% эффективности.

Почему он такой прочный

• В его основе — нановолокна арамида, углеродные нанотрубки и серебряные нанопроволоки, скрепленные водородными связями.
• При нагреве образуется защитный слой из диоксида титана, который усиливает огнестойкость.

Но и это не все. Если добавить в состав перовскит (CH3NH3PbI3), материал начинает реагировать на аммиак (NH₃) — опасный газ, который часто выделяется при пожарах. Это открывает новые возможности для детектирования токсичных веществ прямо в экипировке.

Главное преимущество ACMCA — в его универсальности. Он не только защищает, но и предупреждает, работает без батареек и выдерживает жесткие условия.

Технология масштабируема, а значит, скоро такие материалы могут появиться не только в костюмах пожарных, но и в промышленной защите и других сферах, где критична безопасность при высоких температурах.

Этот материал — не просто лабораторная разработка. Вот где он может пригодиться:

• Пожарные получат костюмы, которые не просто защищают, но и вовремя подают сигнал при перегреве.
• Промышленные рабочие смогут отслеживать утечки аммиака без дополнительных датчиков.
• Спасатели в зонах ЧС будут лучше защищены от теплового удара и токсичных газов.
• Военные — представьте бронежилет, который не только пули останавливает, но и температуру мониторит.

Главное — автономность. Никаких проводов, батареек, сложной электроники. Чем меньше зависимость от внешних элементов, тем надежнее система в экстренных ситуациях.

Пока неясно, как материал поведет себя после длительного контакта с водой или химикатами. В реальных условиях пожарные сталкиваются не только с огнем, но и с агрессивными средами — кислотными парами, щелочами, маслами. Если ACMCA деградирует под их воздействием, его долговечность окажется под вопросом.

Ранее мы опубликовали инновационные тренды в текстильной промышленности.