防燒傷柔性電子織物可實現高溫3秒預警

武漢紡織大學教授王金鳳團隊結合氣凝膠纖維的輕質性和可編織性以及半導體納米材料因溫度變化而發生電阻變化的性能，將這三種重要特性同時賦予在一種柔性電子織物上，研發出兼具超靈敏溫度響應和自供電能力的傳感織物，并將其用于消防員防護服的高溫預警。

研究人員通過濕法紡絲工藝，制備出不同直徑的氣凝膠纖維，并將其進一步編織成織物。該電子織物可在不同彎曲角度下維持穩定電阻。即使在180°彎曲條件下，反復彎曲幾百次，其也能維持穩定的電阻變化以及穩定的火災報警觸發時間。這表明電子織物在實際使用中，可以比較穩定地輸出信號，并不會受到織物變形的影響。進而，研究人員將電子紡織品集成到消防防護服中，以監測服裝的表面溫度。研究表明，在極端火災環境下，當防護服出現故障時，電子織物可以發出報警信號。

為進一步證明該電子織物火災報警性能的可重復性，研究人員將電子織物以20秒和40秒的周期，反復暴露并遠離火焰，同時記錄電流變化。結果表明，當織物暴露在火焰下，其輸出的電流非常穩定，標準偏差為5%，這說明電子織物具備良好的穩定性以及可重復的火災報警能力。此外，研究人員還觀察到電子織物受熱前和受熱后的電阻比值會隨外部溫度的升高而降低，響應時間也會隨溫度升高而顯著縮短。例如，在150℃時，織物的響應時間為32秒；溫度升至300℃時，響應時間降為11秒；而在400℃時，響應時間只需3秒。

基于電子紡織品的柔韌性和高傳感性能，研究人員以該電子織物為正極摩擦材料、以聚四氟乙烯整理的棉織物為負極摩擦材料，構建了摩擦發電機，其可以附著在人體不同部位，從而實現將生物力學能量轉化為電能。同時，以該電子織物為動力，設計出一個自救定位系統，結合消防服的綜合消防救援定位系統，可通過按鍵發送緊急求救信號。