Kombinezony zapewniają strażakom bezpieczeństwo w trakcie akcji, ale coraz więcej wiadomo o długofalowych, negatywnych skutkach ich używania. Dr inż. Piotr Szewczyk z Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie ma pomysł na włókniny, które pozwolą stworzyć stroje ochronne pozbawione tego zagrożenia. Projekt otrzymał już finansowanie z Narodowego Centrum Nauki – donosi serwis AGH.edu.pl.
Kluczem jest pole elektrostatyczne
Tym, co z reguły dzieli strażaków od śmiertelnego niebezpieczeństwa, jest ich ochronny strój. Badania, które prowadzono w ciągu ostatnich lat, dowodzą jednak, że to, co pozwala chronić przed płomieniami, jednocześnie jest samo w sobie niebezpieczne. Zwiększona zapadalność tej grupy zawodowej na nowotwory nie jest przypadkiem i nie wynika tylko z wielorazowej ekspozycji na dym i częste przebywanie w oparach płonących materiałów czy chemikaliów. Problem to rakotwórcze materiały wykorzystywane do produkcji ogniotrwałych mundurów. Z zagrożeniem tym walczyć chce Piotr Szewczyk. Pracuje on nad odpornymi na płomienie włókninami o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, które – nawet w wyniku uszkodzenia czy bezpośredniej styczności z płomieniami – nie będą wydzielały szkodliwych dla zdrowia ludzkiego substancji. Jak podkreśla, obecnie strażacy często nie mają wyboru, bo nie ma innych materiałów, które oferowałyby np. podobne własności wytrzymałościowe w danej temperaturze. – Wolą więc pracować w potencjalnie rakotwórczych mundurach, niż zrezygnować z ochrony, która dzieli ich od utraty zdrowia i życia – tłumaczy.
Czytaj więcej
Start-up HUID z niewielkiej szkockiej miejscowości Oban opracował ekologiczne opakowania wykonane z... łupin cebuli. Wszystko po to, aby ograniczyć ilość odpadów i emisje CO2.
Dostępne na rynku kombinezony często zawierają tzw. PFAS-y, czyli związki fluoru, które w pewnych postaciach są nieszkodliwe i dają odporność na wysokie temperatury. Najnowsze badania przekonują jednak, że w wyniku uszkodzenia ich struktury zaczynają wydzielać szkodliwe substancje (podobnie jak ma to miejsce np. w przypadku teflonu). A materiał, nad którym pochyla się Szewczyk, ma się składać z włókien pokrytych nanocząstkami, które zapewnią polimerom ochronę przed spalaniem i wyeliminują problem wydzielania szkodliwych substancji. Naukowiec chce produkować włókninę przy użyciu elektroprzędzenia (ta technika pozwala na uzyskiwanie włókniny z polimerów, do których na etapie produkcji można dodawać różne cząsteczki). Jak wyjaśnia, prace rozpoczyna się od przygotowania roztworu (polimer, z którego chce uzyskać włókno, rozpuszcza się w konkretnym rozpuszczalniku), który wprowadza się do strzykawki, a tą montuje się w pompie. Stamtąd roztwór trafia do igły (dysza znajduje się pod wysokim napięciem, rzędu dziesiątek kilowoltów, a w odległości kilkunastu centymetrów znajduje się kolektor). Wokół igły powstaje silne pole elektrostatyczne, które wyciąga strugę polimeru. Wyzwanie polega na tym, by cząsteczki, które mają stworzyć wierzchnią, ognioodporną warstwę, nie mieszały się z polimerem, ale owinęły się wokół, tworząc otulinę.
Czas na testy strojów
Naukowiec z AGH wskazuje, iż właściwości wymagane do pokrycia włókien posiadają nanocząsteczki sadzy, która powstaje w wyniku spalenia (składa się z najbardziej podstawowych związków węgla). Są one niepalne, bo to, co miało się spalić, po prostu już się wypaliło. Duże ilości sadzy powstają jako odpad w przemyśle naftowym i gazowym, więc znalezienie nowych sposobów jej zagospodarowania jest bardzo pożądane. Podobne związki można też wytworzyć np. ze spalonych ziaren kawy. – Plan jest taki, żeby te cząsteczki były jak najmniejsze i w momencie, gdy ma zajść proces spalania włókna, ogień napotka barierę węgla, który się nie może spalać, więc tworzy barierę ochronną. Założeniem jest to, by te materiały w ogóle nie zaczynały się spalać i nie wytwarzały żadnych szkodliwych związków – mówi Piotr Szewczyk.
