传感器可以帮助检测消防员的防护服何时不再安全
消防员冒着生命危险与大火搏斗，而老化的防护装备会使他们面临更大的风险。
阿尔伯塔大学的一名研究人员正在与工业界合作，通过一种传感器来降低这种风险，该传感器可以检测服装因暴露于热、湿气和紫外线(UV)光而逐渐损坏的情况。
“这些纤维会慢慢老化并失去性能，因此这种传感器技术对于暴露在高温和火焰中的工人的安全性方面是一项突破，”该项目的首席研究员兼密歇根大学农业、生命与环境科学学院(ALES)的助理教授服装和纺织品科学家Patricia Dolez 说。
人类生态学系研究员多莱兹说，在性能显著降低之前，肉眼可能看不到服装的损坏。
“消防员没有很好的方法知道他们的衣服到底有多安全——你不能只看它。”
一旦完全开发，传感器贴片将提供一种无需破坏性测试即可评估服装的方法——例如，必须通过强度测试等传统方法切割样品以测试织物的状况。
该传感器贴片由德蒙顿公司Davey Textile Solutions和其他行业合作伙伴合作开发，使用石墨烯（一种由碳原子组成的片状物质）在贴片表面形成导电轨迹。当暴露在热量、湿气或紫外线下超过一定程度时，石墨烯轨迹会被破坏并失去导电性。
消防员会使用一个简单的电压表来检查传感器贴片上衣服的安全等级——结果在几秒钟内就出来了。
该传感器已获得临时专利，仍在开发中。Dolez说，这是一个最佳时机，因为国家消防协会(NFPA)准备升级其关于服装维护的建议，因为癌症等疾病的潜在威胁可能是由与火灾相关的有害物质渗入织物。
“目前的建议是一年洗两次消防服，但问题是所有确定何时需要更换消防服的现有数据都是基于一年一次或两次洗涤的情况，”她说。
预计新的NFPA建议会将洗涤频率提高到每次发生消防事件后，这意味着监控技术也需要加强。“传感器对于能够测量每次洗涤时衣服的情况很重要。”
Davey Textile Solutions是与Dolez合作的五个行业合作伙伴之一，制造了将用作传感器贴片一部分的耐火织物。该公司生产用于防护服的反光饰边。
Davey Textile Solutions的研发专家Lelia Lawson表示，该传感器还可用于石油和天然气、电力、建筑和采矿业。
劳森说：“这是我们如何努力走在前列，为市场提供新的主动产品的一个例子，”他指出，重工业客户面临的最大问题之一是知道何时退役个人防护装备 (PPE)。
“传感器消除了这个问题的歧义。”
这项始于2018年的传感器研究还包括美国大学人类生态学系Jane Batcheller 和化学与材料工程系副教授Hyun-Joong Chung的专业知识。
这项工作由在ALES学习服装和纺织科学以及在工程学院学习化学和材料工程的研究生撰写了两篇科学论文。论文探讨了石墨烯在高性能织物上的应用，以及模拟服务使用的不同老化条件如何影响其导电性。
通过人类生态学实习计划，一名学生与Davey Textiles Solutions合作开发了传感器市场应用的商业案例。Lawson说，这名学生“能够提供很多支持该行业对该产品需求的良好信息”。
Dolez说，公司提供的专业知识是无价的。
“他们的合作确保我们开发的产品与行业相关。作为研究人员，我们可以探讨出一些很棒的想法，但如果没有人能够实现它，那就没有用了，”她说。
“通过让Davey Textile Solutions等行业参与进来，我们确保我们开发的产品最终会得到使用。”
传感器技术是人类生态学系通过U of A的防护服装和设备研究机构与该公司进行的一系列项目中的最新项目，包括开发保护工人免受蒸汽灼伤的服装。这项工作导致加拿大通用标准委员会更新了雇主在为其工人选择合适的 PPE 时使用的标准。
目前，Dolez和Davey Textile Solutions正在合作开发方法，将使用过的工业工作服中的棉质材料（否则将被送往垃圾填埋场）回收利用，制成可用于制造新纺织品的纤维。
“我们的目标是为 PPE 和其他消费品制造新面料，”劳森说。“有更多的客户想要购买可持续产品。”
Lawson说，与来自人类生态学和机械工程系的U of A研究人员合作，Davey Textiles Solutions从他们的应用研究中受益匪浅。
“我们可以将他们工作中的产品商业化，将研究发展成可以在市场上实现的东西是值得的。”
Lawson说，公司多年来一直接待实习生，他们为开发服装和纺织品带来了新的视角，并补充说，该公司已经聘请了包括她在内的六名人类生态项目的毕业生。
“它充分说明了该计划学生的素质。他们非常全面，因为他们研究附近环境中的人类，以及他们如何互动。除了纺织品的理论知识，他们还有助于了解这些纺织品如何影响生活。这有助于创造更好的产品。”
除了Davey Textile Solutions和其他行业合作伙伴提供的实物支持外，该研究还由加拿大自然科学和研究委员会(NSERC)战略合作伙伴资助。
摘自《The Graphene Council》网站