وقوع آتش سوزی ها هنوز در بسیاری از کشورهای جهان کاهش قابل توجهی را تجربه نکرده است. از این رو نیاز روزافزونی برای محققان برای بررسی و توسعه راه های بهبود یافته برای مقابله با این موضوع جهانی وجود دارد. ما در این مقاله به بررسی موارد استفاده و کاربرد نانو تکنولوژی در تجهیزات آتش نشانی می پردازیم.
برای خرید تجهیزات آتش نشانی، تجهیزات اعلام حریق، تجهیزات اطفا حریق، تجهیزات ایمنی و همچنین شارژ کپسول بر روی لینک های مورد نظر کلیک کنید.
لزوم بر بهبود مواد ضد حریق
در سال ۲۰۱۸، ادارات آتش نشانی در ایالات متحده آمریکا بیش از ۱.۳ میلیون آتش سوزی را گزارش دادند. این آتش سوزی ها منجر به ۳۶۵۵ کشته، ۱۵۲۰۰ مجروح و خسارت تجمعی حدود ۲۵.۶ میلیارد دلار شد.
در همان سال، ایالات متحده در مجموع ۵۰۰۸۳ آتش سوزی جنگلی را تجربه کرد. بیش از ۸۵۰۰ مورد این آتش سوزی ها تنها در ایالت کالیفرنیا رخ دادند. از آنجایی که ایالات متحده یک کشور صنعتی است که مدعی است علاقه زیادی به ایمنی شهروندان خود دارد، این اعداد شگفت‌انگیز هستند.
گرافن: ماده شگفت انگیز
در حالی که به نظر می رسد تعداد دقیق آتش سوزی ها و جراحات و تلفات غیرنظامی مربوطه در ایالات متحده در چند سال گذشته اندکی کاهش یافته است، این تعداد هنوز بسیار بالا و غیرقابل قبول در نظر گرفته می شود. برای حل این نگرانی ها، چندین محقق از فناوری نانو برای ایجاد راه حل های نوآورانه حفاظت در برابر آتش استفاده کرده اند.
نانو منسوجات به عنوان مواد مقاوم در برابر شعله
منسوجات یکی از رایج ترین منابع اشتعال در حوادث آتش سوزی هستند. از این رو بسیاری از منسوجات مقاوم در برابر شعله در لباس های محافظ آتش نشان ها، فرش ها، مبلمان، پرده ها، کف پوش ها، لباس خواب، پتوها، تشک ها و سایر مواد منسوجات صنعتی و چوب گنجانده می شوند. در واقع این منسوجات به عنوان پرمصرف ترین ها، دارای ترکیبات نانوکامپوزیت پلیمری، نانورس های مونتوموریلونیت (MMT) و در نتیجه خواص مکانیکی، حرارتی و غیر قابل اشتعال می باشند.
نانو لوله های کربنی (CNT)، از یک شبکه شش ضلعی برای اتم های کربن پیوند دار تشکیل می شوند. این نانو لوله ها قابلیت غیر قابل اشتعال بودن را نیز نشان می دهند. به طور خاص، لایه های زغال سنگ در سیستم های پلیمری/CNT به عنوان یک عایق گرما و حرارت عمل می کنند. اینگونه اشتعال پذیری زیر لایه های آنها را کاهش می دهند.
Nanocyl که یک شرکت بلژیکی است که بر روی تولید نانو لوله های کربنی چند جداره صنعتی (MWCNT) تمرکز کرده است. این شرکت یکی از اولین تولیدکنندگان پوشش های نساجی غیر قابل اشتعال MWCNT می باشد. محصول آن با نام THERMOCYLTM شناخته می شود. این محصول خاصیت های بسیار استثنایی را برای ایجاد ویژگی مقاومت در برابر شعله، برای طیف وسیعی از مواد فراتر از منسوجات ارائه می دهند. برخی از این منسوجات شامل شیشه، فلزات، ترموپلاستیک ها و چوب هستند.
سیستم های اطفا حریق
با استفاده از نانو تکنولوژی در تجهیزات آتش نشانی اطفا حریق مانند کپسول‌های آتش نشانی و سیستم های مهار آتش مربوطه، می‌توان آتش را بسیار مؤثرتر خاموش کرد.
یکی از روش هایی که در این نوع سیستم مطالعه می شود، از طریق توسعه مخلوط ها و ترکیبات شیمیایی مختلف است. این روش می‌تواند به مواد در حال اشتعال اجازه دهد تا به اندازه نانوذرات تجزیه شوند. سپس کیفیت مخلوط اطفا حریق افزایش می یابد و اثربخشی و قدرت آن را در مبارزه با آتش افزایش می دهد.
Xi’an WestPeace Fire Technology Co., Ltd یک شرکت مستقر در چین است که چندین کپسول آتش نشانی قابل حمل و مبتنی بر فناوری نانو را توسعه داده است. اصل اولیه کار در پشت فناوری اطفا حریق نانوذرات آنها، کاهش اندازه ذرات خاموش کننده شیمیایی خشک به حدود ۰٫۱ میکرومتر (μm) است. این کار باعث می شود ذرات به صورت مستقیم وارد آتش شوند و میزان مواد باقی مانده پس از مهار آتش را به حداقل می رساند. علاوه بر کوچکترین کپسول آتش نشانی قابل حمل موجود در بازار، Westpeace بیان می کند که خط تولید محصولات آتش نشانی نانو ذرات، سازگار با محیط زیست بوده و غیر سمی است.
مصالح ساختمانی
با افزایش جمعیت جهان، تولیدکنندگان با توسعه مواد سبک تر، قوی تر و بادوام تر که می توانند با سرعت بیشتری تولید شوند، تقاضای فزاینده برای مصالح ساختمانی را برآورده کرده اند. متأسفانه اکثریت سازندگان، اشتعال پذیری مواد خود را در نظر نگرفته اند. در تلاش برای رسیدگی به این نگرانی ها و افزایش سطح ایمنی به هنگام آتش سوزی، بدون به خطر انداختن توانایی برآوردن نیازهای تولید، چندین فناوری نانو مختلف در مصالح ساختمانی جدید مورد استفاده قرار گرفته اند.
پوشش های سنتی سازه های چوبی شامل فسفات ها یا سولفات های آمونیوم، کلریدها، اکسیدها، بورات ها یا سایر نمک های فلزی است. نکته قابل توجه این است که بسیاری از این مواد شیمیایی و محصولات احتراق آن ها بسیار سمی هستند.
تلاش های زیادی برای بررسی این موضوع صورت گرفته است که چگونه جایگزینی این مواد شیمیایی خشن با نانوپوشش ها می تواند حفاظت در برابر آتش را افزایش دهد، میزان سمی بودن محیط را برای کارگران ساختمانی کاهش دهد و مقاومت در برابر بیولیون ها را بهبود بخشد.
برخی از نانوپوشش هایی نتایج امیدوارکننده ای را برای حفاظت در برابر آتش نشان دادند. این نانوپوشش ها شامل نانورس های سیلیکات لایه ای مانند MMT، نانوذرات بازدارنده های شعله معدنی، نانوذرات سیلیکات و MWCNT ها هستند.
محدودیت های بالقوه نانو تکنولوژی در تجهیزات آتش نشانی
جدایی از نانو منسوجات و سیستم های جدید اطفا حریق، کاربرد نانوتکنولوژی در سیستم های ایمنی آتش سوزی را می توان در پوشش های پلیمری مورد استفاده در صنعت خودروسازی، تشک های نانو الیاف و هیدروژل ها نیز یافت.
علیرغم پتانسیل این مواد، نگرانی های پیرامون نانو سمیتی بالقوه این مواد، ادغام آنها با محصولات تجاری بیشتر را محدود کرده است. همچنین افزایش استفاده از نانوذرات توانایی آنها را در تغییر عملکرد طبیعی ایمنی آشکار کرده است. این امر منجر به التهاب در اندام های مختلف مانند کبد، کلیه و ریه ها می شود. خوشبختانه، بسیاری از مطالعات در حوزه سموم که این اطلاعات را ارائه کرده اند، به محققان این امکان را داده است که غلظت ها، اندازه ها و الگوهای سطحی نانوذرات را برای کاربردهای خاص خود تعیین کنند.
