Zmiany klimatyczne sprawiają, że lata są coraz cieplejsze i suchsze, wydłużając sezony pożarów lasów. W ostatnich latach ogień zniszczyły domy i infrastrukturę, powodując druzgocące straty w ludziach i środkach do życia ludzi mieszkających na dotkniętych obszarach oraz uszkodził zasoby dzikiej przyrody i gospodarkę. Potrzebujemy nowych rozwiązań, aby zwalczać pożary lasów i chronić obszary przed szkodami.
Czytaj też: Pożary elektryków to już plaga. Szykują się spore obostrzenia
Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali żel zwiększający wydajność wody, który można rozpylać na domy i infrastrukturę krytyczną, aby zapobiec ich spaleniu podczas pożarów lasów. Materiał opisany w czasopiśmie Advanced Materials jest trwalszy i znacznie skuteczniejszy niż istniejące żele komercyjne.
Prof. Eric Appel ze Stanford Engineering mówi:
W typowych warunkach pożaru lasów obecne żele zwiększające wydajność wody wysychają w ciągu 45 minut. Opracowaliśmy żel, który będzie miał szersze okno zastosowania — można go rozpylić przed pożarem i nadal korzystać z ochrony — i będzie działał lepiej, gdy nadejdzie pożar.
Niesamowity żel, który wytrzyma nawet 7 minut w płomieniach
Żele zwiększające wydajność wody są wykonane z superabsorbujących polimerów, podobnych do proszku absorbującego znajdującego się w jednorazowych pieluchach. Zmieszane z wodą i rozpylone na budynku pęcznieją do galaretowatej substancji, która przylega do zewnętrznej strony konstrukcji, tworząc grubą, mokrą osłonę.
Czytaj też: Pożar paneli słonecznych – ile masz czasu na ucieczkę? Mniej niż na czytanie tego tekstu
Ale warunki w pobliżu pożaru lasu są niezwykle suche – temperatury mogą sięgać prawie 100 stopni, wieją silne wiatry, a wilgotność wynosi zero procent – a nawet woda zamknięta w żelu paruje dość szybko. Żel zaprojektowany przez zespół prof. Appela jest znacznie lepszy, gdyż woda stanowi tylko pierwszą warstwę ochronną. Poza polimerem na bazie celulozy, żel zawiera cząsteczki krzemionki, które tworzą mocną, porowatą piankę rozpraszającą ciepło i chroniącą drewno pod nią.
Dr Changxin “Lyl” Dong mówi:
Odkryliśmy wyjątkowe zjawisko, w którym miękki, sprężysty hydrożel płynnie przechodzi w wytrzymałą osłonę aerożelową pod wpływem ciepła, oferując ulepszoną i długotrwałą ochronę przed pożarami lasów. To przełomowe rozwiązanie przyjazne dla środowiska przewyższa obecne rozwiązania komercyjne.
W przeciwieństwie do hydrożeli, które są dość delikatnymi, bogatymi w wodę substancjami gumowatymi, aerożele są suche, trwałe i porowate. Zostały przekształcone w supermocne przezroczyste cegły, używane do zbierania wody z powietrza i uformowane w najlżejszy materiał dźwiękochłonny, jaki kiedykolwiek wyprodukowano. Aerożele mają również doskonałe właściwości termoodporne, dlatego są często wykorzystywane w zastosowaniach związanych z eksploracją kosmosu.
Łącząc najlepsze cechy aerożelu z hydrożelem, zespół Appela osiągnął imponujące wyniki. W testach żel hybrydowy był w stanie oprzeć się bezpośredniemu płomieniowi przez ponad siedem minut, w przeciwieństwie do najlepszego dostępnego żelu ognioodpornego, który wytrzymywał mniej niż 90 sekund.
Nowe żele są przyjazne dla środowiska i składają się wyłącznie z materiałów, które zostały już zatwierdzone do stosowania przez US Forestry Service. Po ostatecznym zmyciu aerożel jest łatwo rozkładany przez mikroorganizmy glebowe.
Prof. Eric Apple podsumowuje:
Są bezpieczne zarówno dla ludzi, jak i dla środowiska. Może być konieczna dodatkowa optymalizacja, ale mam nadzieję, że będziemy mogli przeprowadzić pilotażowe zastosowanie i ocenę tych żeli, abyśmy mogli ich użyć do ochrony krytycznej infrastruktury, gdy nadejdzie pożar.
