防烧伤柔性电子织物可实现高温3秒预警

武汉纺织大学教授王金凤团队结合气凝胶纤维的轻质性和可编织性以及半导体纳米材料因温度变化而发生电阻变化的性能，将这三种重要特性同时赋予在一种柔性电子织物上，研发出兼具超灵敏温度响应和自供电能力的传感织物，并将其用于消防员防护服的高温预警。

研究人员通过湿法纺丝工艺，制备出不同直径的气凝胶纤维，并将其进一步编织成织物。该电子织物可在不同弯曲角度下维持稳定电阻。即使在180°弯曲条件下，反复弯曲几百次，其也能维持稳定的电阻变化以及稳定的火灾报警触发时间。这表明电子织物在实际使用中，可以比较稳定地输出信号，并不会受到织物变形的影响。进而，研究人员将电子纺织品集成到消防防护服中，以监测服装的表面温度。研究表明，在极端火灾环境下，当防护服出现故障时，电子织物可以发出报警信号。

为进一步证明该电子织物火灾报警性能的可重复性，研究人员将电子织物以20秒和40秒的周期，反复暴露并远离火焰，同时记录电流变化。结果表明，当织物暴露在火焰下，其输出的电流非常稳定，标准偏差为5%，这说明电子织物具备良好的稳定性以及可重复的火灾报警能力。此外，研究人员还观察到电子织物受热前和受热后的电阻比值会随外部温度的升高而降低，响应时间也会随温度升高而显著缩短。例如，在150℃时，织物的响应时间为32秒；温度升至300℃时，响应时间降为11秒；而在400℃时，响应时间只需3秒。

基于电子纺织品的柔韧性和高传感性能，研究人员以该电子织物为正极摩擦材料、以聚四氟乙烯整理的棉织物为负极摩擦材料，构建了摩擦发电机，其可以附着在人体不同部位，从而实现将生物力学能量转化为电能。同时，以该电子织物为动力，设计出一个自救定位系统，结合消防服的综合消防救援定位系统，可通过按键发送紧急求救信号。