آتش نشانان با خطر بیشتری برای ابتلا به سرطان پوست مواجه هستند، اما پارچههای نانو با الیاف ریز و خشن میتوانند به حفظ ایمنی آنها کمک کنند
آتش نشانان مناطق جنگلی در معرض ترکیبی از مواد شیمیایی مضر موجود در دودی که تنفس میکنند و خاکستر و دوده ای که روی لباسشان مینشیند، قرار دارند.
در طول ماموریتهای طولانی مدت اطفاء حریق که میتواند از چند روز تا چند هفته طول بکشد، این مواد شیمیایی میتوانند توسط پوست آنها جذب شوند.
برخی از این مواد شیمیایی سرطانزا هستند. یک مطالعه در سال ۲۰۲۵ نشان داد که آتشنشانان به طور کلی ۵۸٪ بیشتر از افراد غیر آتشنشان در معرض خطر مرگ ناشی از سرطان پوست و ۴۰٪ بیشتر در معرض خطر مرگ ناشی از سرطان کلیه هستند.
تحقیقات دیگر به طور خاص روی آتشنشانان تخصصی(تیمهای آموزشدیده که اغلب در شرایط سخت و خطرناک در خط مقدم مبارزه با آتش قرار میگیرند) نیز نشان داد که خطر مرگ ناشی از سرطان پوست افزایش یافته است.
برای کمک به آتشنشانان تخصصی در کاهش برخی از این خطرات سلامتی درازمدت، محققان از جمله من و همکارانم در آزمایشگاه علوم نساجی و پوشاک در بخش طراحی و تجارت در دانشگاه ایالتی اوکلاهما در حال کار بر روی راههای جدیدی برای ایجاد لباسهای محافظ بهتر هستند که با کوچکترین الیاف موجود در پارچه شروع میشود.
چالش، ساخت پارچههای محافظی است که از رسیدن مواد شیمیایی به پوست جلوگیری میکنند و همچنین قابل تنفس هستند تا خطر گرمای بیش از حد آتشنشان و رنج بردن از استرس گرمایی را کاهش دهند.
خطرات آتشسوزیهای پیچیده که به پوست میرسند
با افزایش دما و خشک شدن مناظر و مهاجرت بیشتر مردم به مناطق بکر، خطر آتشسوزیهای جنگلی رو به افزایش است.
مقابله با این آتشسوزیها از نظر فیزیکی طاقتفرسا است و ژاکتها و شلوارهای آغشته به دوده و عرق مدتهاست که نماد کار سخت بودهاند.
با این حال، دود، خاکستر و دوده حاوی ترکیباتی هستند که میتوانند از اکثر لباسهای محافظ عبور کنند.
این ترکیبات میتوانند با عرق و روغن مخلوط شوند و به لایههای عمیق پوست و در نهایت جریان خون برسند. بدن انسان آنها را از بین میبرد، اما بسیار آهسته، بنابراین این ترکیبات میتوانند به مرور زمان در خون و اندامها تجمع یابند و خطرات سلامتی فرد را افزایش دهند.
مواد سرطانزا میتوانند از بسیاری از پارچهها عبور کنند
برای مطالعه مواد شیمیایی که آتشنشانان در معرض آن قرار میگیرند و یافتن راههایی برای بهبود لباسهای محافظ آنها، تیم من از چندین محل سوختگی کنترلشده آتشهایی که عمداً برای پاک کردن زیرپوشهای قابل اشتعال برای جلوگیری از آتشسوزیهای آینده روشن شده بودند، بازدید کرد و لباسهای محافظ کثیف آتشنشانان را برای بررسی آلایندهها جمعآوری کرد.
ما دریافتیم که ذرات دود سرطانزای بسیار ریز میتوانند از بسیاری از پارچههایی که آتشنشانان پوشیده بودند عبور کنند، به این معنی که میتوانند به پوست آنها برسند.
پارچههای با قابلیت تنفس بالا، که میتوانند استرس گرمایی آتشنشانان را کاهش دهند، بیشتر از پارچههای محکمتر به ذرات اجازه میدهند به پوست برسند.
با این حال، محققان دریافتهاند که پارچههای زبر، به دلیل سطوح نامنظم و اصطکاک بیشتر، میتوانند ذرات خاکستر و دود را به دام بیندازند و نگه دارند و از حرکت آنها در مواد جلوگیری کنند.
ویژگیهایی مانند زبری سطح و الیاف بیرونزده، مکانهای بیشتری ایجاد میکنند که ذرات میتوانند به جای عبور از آنها، به سطح بیرونی بچسبند.
معایبی نیز وجود دارد: آلایندهها همچنین میتوانند روی سطح زبرتر جمع شوند، به این معنی که ممکن است برای جلوگیری از ادامه مواجهه، به روشهای تمیزکاری بهتری نیاز داشته باشند.
همچنین اگر افزایش زبری و تراکم، جریان هوا را کاهش دهد، میتواند منجر به کاهش راحتی شود، به این معنی که گرما نمیتواند به راحتی فرار کند.
محافظت بهتر از سطح نانو شروع میشود
لباسهای آتشنشانان معمولاً از الیاف مقاوم در برابر حرارت مانند کولار، نومکس، PBI و پنبه ضد شعله ساخته میشوند.
اغلب، این ترکیب مقاومت در برابر حرارت و محافظت در برابر خطرات مایع، مانند سوختهای مورد استفاده در مشعلهای قطرهای، از طریق استفاده از PFAS – مواد پرفلوروآلکیل و پلیفلوروآلکیل – که به دلیل ماندگاری در محیط، به عنوان “مواد شیمیایی دائمی” نیز شناخته میشوند، حاصل شده است. با این حال، PFAS نگرانی فزایندهای برای سلامت انسان است.
در حالی که برخی از تولیدکنندگان در تلاشند تا طرحهای خود را بهبود بخشند و PFAS را از پارچه حذف کنند، اکثر آنها هنوز هم در طراحی، عمدتاً بر محافظت حرارتی به جای فیلتراسیون ذرات تمرکز دارند.
تیم من در حال کار بر روی ادغام فیلتراسیون در پارچه از طریق ساختار مواد و از طریق استفاده از لایههای پیشرفته درون پارچه، از جمله پارچههای هوشمند و نانوپارچهها است.
پارچههای هوشمند و نانوپارچهها، منسوجاتی هستند که در مقیاسهای بسیار کوچک مهندسی شدهاند تا با ذرات و مواد شیمیایی تعامل داشته باشند.
برای مثال، نانو پارچهها دارای الیاف بسیار نازک و منافذ بسیار کوچکی هستند که میتوانند ذرات ریز و فوق ریز را به طور مؤثرتری نسبت به پارچههای معمولی جذب کنند.
آنها میتوانند با مسدود کردن فیزیکی ذرات و همچنین جذب مواد شیمیایی روی مواد با سطح زیاد مانند کربن فعال یا گرافن، از انتقال مواد شیمیایی جلوگیری کنند.
در عین حال، آنها قابل تنفس باقی میمانند زیرا ساختارهای متخلخل آنها به هوا و بخار رطوبت اجازه عبور میدهند و در عین حال ذرات مضر را متوقف میکنند.
پارچههای چندلایه که برای انجام همه کارها تعبیه شدهاند
ما در حال آزمایش سیستمهای چندلایه با فیلترهای نانوالیاف، نانوپوششها یا نانوکامپوزیتهایی هستیم که میتوانند فیلتراسیون، توانایی جذب ذرات و راحتی را با هم ترکیب کنند.
با استفاده از تکنیکهایی مانند الکتروریسی، که از بار الکتریکی برای ایجاد الیاف بسیار نازک و کنترل قطر آنها و ساختار پارچه استفاده میکند، میتوانیم اساساً پارچه را برای سطوح ایدهآل محافظت و تنفسپذیری تعبیه کنیم.
هدف، ایجاد پارچههایی است که نه تنها ذرات را مسدود میکنند، بلکه آنها را جذب و خنثی میکنند، در حالی که همچنان جریان هوا و قابلیت استفاده را در شرایط آتشسوزی واقعی حفظ میکنند.
آتشنشانان مناطق جنگلی جان خود را برای حفظ امنیت جوامع به خطر میاندازند. آنها همچنین شایسته تجهیزاتی هستند که بتواند آنها را ایمن نگه دارد.
لینک مفید:لباس های فضایی خود تمیز شونده میتوانند به فضانوردان برای زنده ماندن در مریخ کمک کنند
بیشتر بدانید:پیشرفت نانوالیاف در لباس های ورزشی
بیشتر بخوانید:حسگر فعالیت ماهیچهای به وسیله لباس
تاریخ:1405/4/2
مهسا نعمتی
