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  火災(zāi)事故可導(dǎo)致人員傷亡，并威脅公共財產(chǎn)安全。許多火災(zāi)案例表明，提高人們的火場逃離能力和材料的阻燃性能有利于減少人員傷亡。發(fā)生火災(zāi)時，大多數(shù)救援電子設(shè)備由于電源中斷而無法使用。因此，迫切需要具有阻燃功能的自供電式電子設(shè)備。在火災(zāi)發(fā)生的情況下，具有機械能收集和自供電感應(yīng)功能的摩擦電納米發(fā)電機可有效解決上述問題。另外，考慮到室內(nèi)環(huán)境的裝飾及其他功能需求，具有阻燃功能的紡織品將是應(yīng)用與室內(nèi)火場逃生指示、引導(dǎo)的理想材料。

  中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士課題組與廈門大學(xué)郭文熹副教授、東華大學(xué)汪軍教授等合作，發(fā)表了可機械化生產(chǎn)的3D蜂巢組織阻燃摩擦納米發(fā)電織物的工作。利用連續(xù)空芯錠花式捻線機技術(shù)，提出了一種基于阻燃包纏紗的3D蜂巢組織摩擦納米發(fā)電的機織物。該包纏紗加工技術(shù)與紡織機械生產(chǎn)工藝兼容性好，參數(shù)可控，可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)�；诖税p紗產(chǎn)生的自供電織物可作為智能地毯，用作自供電的逃生和救援系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以精確地定位幸存者所在位置并指出逃生路線，以便及時協(xié)助幸存者搜尋和營救。同時，該自供電織物可作為室內(nèi)裝飾，蜂巢組織結(jié)構(gòu)的獨特設(shè)計賦予該織物出色的降噪能力。此外，結(jié)合其良好的機洗性，透氣性，阻燃性，耐用性和可重復(fù)性。其在消防救援和可穿戴傳感器以及智能家居裝飾中可能具有巨大的應(yīng)用前景。

  該成果以“A Machine-Fabricated 3D Honeycomb-Structured Flame-Retardant Triboelectric Fabric for Fire Escape and Rescue”為題發(fā)表在Advanced Materials 上。文章的共同第一作者為東華大學(xué)博士生馬麗蕓和吳榮輝博士。王中林院士、汪軍教授及郭文熹副教授為本文的共同通訊作者。

圖1. 3D蜂巢組織阻燃摩擦納米發(fā)電織物及智能地毯的示意圖。a）3D蜂巢組織阻燃摩擦納米發(fā)電織物的織造過程示意圖。b）基于該織物的智能地毯示意圖，該地毯具有阻燃性，精確的救援位置監(jiān)控，實時路線引導(dǎo)和降噪四個功能。c）織物的實物照片。

圖2. 全纖維阻燃單電極摩擦納米發(fā)電紗線的制造過程。a）空芯錠花式捻線機的示意圖。b）控制裝置的實物圖。c，d）包纏區(qū)域的裝置和示意圖。e）黑板法表征紗線質(zhì)量。f）定量測試方法表征紗線的細(xì)度和均勻性。

  本文成功織造了具有阻燃，降噪，自供電逃生救援系統(tǒng)功能的全纖維的3D蜂巢組織摩擦納米發(fā)電的機織物。具有阻燃功能的包纏紗與紡織加工技術(shù)具有良好的兼容性，可大規(guī)模生產(chǎn)。同時，基于該紗線的智能地毯可作為自供電的逃生和救援系統(tǒng)精確定位幸存者的位置，以便及時協(xié)助受害者搜尋和營救。此外，該織物具有良好的耐久性、阻燃性、透氣性、可機洗性和可重復(fù)性。這種可規(guī)模化制造的技術(shù)和織物結(jié)構(gòu)設(shè)計為室內(nèi)裝飾及極端火災(zāi)條件下的緊急信號傳輸提供了有效的商業(yè)化制備路線。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202003897