双保险消防服既能防火阻燃又能用火发电

据报道，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士团队研发了一款既能防火阻燃，也能用火发电的阻燃纺织物，可为消防员提供智能定位和报警。该团队结合阻燃导电棉织物、聚四氟乙烯涂层棉织物和分压器，研制出一种低成本、环保的阻燃棉织物基摩擦纳米发电机（FT-TENG），具有优异的阻燃性能和卓越的能量采集能力。FT-TENG 被成功用作消防员的能量收集器以及森林自救和火灾报警系统的自供电传感器。

FT-TENG 由两种阻燃的银涂层棉织物（FC），聚四氟乙烯涂层的棉织物（PC）和分隔物组成。通过将棉织物交替浸入阳离子聚电解质溶液（PEI＆MEL）和阴离子电解质溶液（PA）中，利用LBL 自组装方法制备阻燃棉织物。FT-TENG 是通过FC 和PC 之间的连续接触分离产生连续的交流电输出，点亮“FIREMAN”LED 灯。

在明火、强热通量和高温条件下，研究人员对经过防火处理的棉织物的阻燃性能进行了讨论。垂直燃烧测试可以直观地显示明火下样品的性能。所有处理过的棉织物都具有出色的自熄能力，而未处理的棉织物则完全燃烧。阻燃涂层可通过磷氮阻燃组合系统的协同作用来防止棉织物燃烧。增加沉积次数和溶液浓度会导致更多的阻燃涂层沉积，从而有助于进一步改善棉织物的阻燃性能。

机械直线电机被用来量化FT-TENG的电力输出性能，包括开路电压（VOC）、短路电流（ISC）和短路电荷转移（QSC）。薄棉织物和厚棉织物的厚度分别为0.36和0.64 mm。为了获得有效数据，在以下实验中，将FTTENG的面积控制在5×5 cm2。在相同的测试条件下，使用薄棉织物的FT-TENG的电输出要高于使用厚棉织物的FT-TENG的电输出。在700MΩ的外部负载电阻下，最大峰值输出功率密度可以达到343.19 mW/m2。此外，即使在17个不同的位置燃烧后，FT-TENG 仍可保持49.2%的初始电输出。当FT-TENG 暴露于220℃时，也会保留34.48%的电输出。