消防防护服是消防人员在灭火过程中保护其免受烧伤的必备装备。然而，当消防员在火灾中暴露于过高的温度时，及早发现消防防护服的损坏仍然是一个挑战。最近，科研人员开发了一种基于导电气凝胶纤维的超轻自供电火灾报警电子纺织品（SFAe-textile），该纤维包含海藻酸钙（CA）、Fe3O4纳米颗粒（Fe3O4NPs）和银纳米线（AgNWs），实现了超灵敏消防服的温度监测和能量收集。由此产生的SFA电子纺织品被集成到消防防护服中，实现了-℃的大范围温度传感和可重复的火灾预警能力，在消防防护服在极端火灾发生故障之前及时向穿着者发送报警信号环境。此外，进一步建立了基于SFA电子纺织品的自供电火灾自救定位系统，可帮助救援人员在火灾中搜救被困消防员。自供电火灾定位系统中的电力由基于SFA电子织物的摩擦纳米发电机(TENG)提供。这项工作为制备用于消防防护服的超轻可穿戴温度监测SFA电子纺织品提供了有用的设计策略。

图1.(a)TIC-AF和SFA电子纺织品的制造示意图。(b)不同直径制造的TIC-AF的照片。TIC-AF的表面(c)和横截面(d)SEM图像，放大倍数分别为倍和倍。(e)由TIC-AF编织而成的SFA电子纺织品的照片。插图：直径为0.6毫米的TIC-AF成卷照片。(f)纤维密度为0.g/cm3的超轻SFA电子纺织品立在花朵上。(g)TIC-AF与其他商业纤维相比的纤维密度。（h）通过CA和AgNW之间的氢键交联网络。(i)SFA电子纺织品在智能消防服中的应用，用于能量收集、实时火灾预警和精确救援定位。

图2.(a)AFs

图3.(a)SFA电子纺织品遇火时的防火测试过程。(b,c)SFA电子纺织品在不同循环时间（20和40秒）下火焰处理后的循环响应曲线。(d)可逆热触发火警灯。当SFA电子纺织品暴露于火焰或移除火焰时，灯分别点亮或熄灭。(e)温度响应电阻在不同温度下改变SFA电子纺织品的行为。(f)SFA电子纺织品作为消防防护服火灾报警材料的工作模式。

图4.(a)结合SFA电子纺织品和PTFE材料制备的TENG示意图。(b)TENG通过垂直接触-分离模式的基本发电机制。(c)COMSOL软件对相应电势分布的数值计算。(d)不同纤维直径的基于SFA电子纺织品的TENG的VOC。(e)不同AgNW喷涂时间的TENG在SFA电子纺织品上的VOC。(f)TENG在不同温度(25–°C)下的VOC。(g)固定在肘部位置的TENG的实时电压输出信号。(h)安装在手腕位置的TENG的实时电压输出信号。(i)TENG在手指不同弯曲角度下的超灵敏电压输出信号，包括0°、45°和90°。

图5.(a)TENG作为火灾救援定位系统中的自供电传感器。(b)四个标记位置对应于森林火灾中被困的模拟消防员。(c)按下TENG并获得消防员的位置。(d)TENG的实时电压输出信号。(e)控制系统中地图上的对应位置。(f)自供电身份识别密码锁系统示意图。(g)操作身份识别密码锁箱的人的照片。

图6.(a)SFA电子纺织品在酒精灯火焰下的垂直燃烧测试过程。(b)纯CA气凝胶织物和SFA电子织物在氮气气氛中的TG曲线。(c)纯CA气凝胶织物和SFA电子织物的热释放率曲线。(d)SFA电子纺织品在°C下的隔热测试示意图。(e)棉织物和SFA电子纺织品在和°C下的热红外图像。(f)SFA电子纺织品在和°C下的温度-时间曲线。(g)具有不同纤维直径（、和μm）的SFA电子纺织品的纺织品表面与热板温度之间的温差(

ΔT

)。(h)附着在人手臂上的SFA电子纺织品和棉织物的光学和热红外图像，用于室温下的隔热测试。(i)基于多孔结构TIC-AF的SFA电子纺织品的隔热机制示意图。

图7.(a)SFA电子纺织品中使用的TIC-AF在24小时孵育后的抑制区。(b)SFA电子纺织品在24小时孵育后的细菌减少率。(c)相变SFA电子纺织品的差示扫描量热曲线。(d)改性SFA电子纺织品的超疏水机理示意图。(e)位于疏水SFA电子纺织品表面的球形水滴和奶滴的数码照片。(f)疏水性SFA电子纺织品通过从纺织品表面滚下水滴来实现自清洁功能。(g)SFA电子纺织品在不同驱动电压下随时间变化的温度。(h)梯度改变驱动电压时SFA电子纺织品的温度。(i)SFA电子纺织品在3V连续电压下的电热响应稳定性测试。

相关论文以题为AnUltralightSelf-PoweredFireAlarme-TextileBasedonConductiveAerogelFiberwithRepeatableTemperatureMonitoringPerformanceUsedinFirefightingClothing发表在《ACSNano》上。通讯作者是武汉纺织大学王金凤博士、于志财副教授。

参考文献：

doi.org/10./acsnano.1c