Лісові пожежі становлять одну з найбільших загроз сучасної екології, завдаючи руйнувань природним ландшафтам та інфраструктурі. Однак дослідники зі Стенфордського університету розробили новий інноваційний підхід до захисту будівель від цього небезпечного явища — спеціальні гелі, що взаємодіють з водою та можуть стати ефективним бар’єром проти вогню.
Як працюють нові гелі?
Нові гелі, створені командою науковців, використовують полімер на основі целюлози та частинки кремнезему. Коли гель піддається впливу високих температур, він трансформується в аерогель — легку, але міцну структуру, що має відмінні ізоляційні властивості. Ці гелі діють набагато довше, ніж існуючі аналоги, забезпечуючи триваліший захист від полум’я.
За своєю структурою гелі містять дуже абсорбуючі полімери, подібні до тих, що використовуються в дитячих підгузках. Їх змішують з водою і розпилюють на будівлі, де вони утворюють желатиновий щит, здатний захистити конструкції від лісових пожеж. У тестах, проведених дослідниками, новий гель ефективно захищав фанеру понад сім хвилин, тоді як комерційно доступні гелі забезпечували захист лише на 90 секунд.
Чому це важливо?
Однією з головних переваг нових гелів є їхня здатність продовжувати захищати будівлі навіть після випаровування всієї води. Коли вода зникає, на поверхні залишається піна з кремнеземного аерогелю, що має високу теплоізоляційну здатність. Це забезпечує повний захист будівель від вогню, не завдаючи шкоди довкіллю, оскільки полімери, що використовуються в гелі, легко розщеплюються мікробами в ґрунті.
Перспективи використання
У 2023 році в Європейському Союзі було зафіксовано одну з наймасштабніших площ вигорілих лісів в історії — близько 500 000 гектарів, що еквівалентно понад 820 000 футбольних полів. Аналогічні тенденції спостерігалися і в інших частинах світу, включаючи Канаду, де викиди вуглецю від лісових пожеж досягли рекордних рівнів. У таких умовах розробка нових методів захисту, як-от ці гелі, набуває особливої ваги.
Старший автор дослідження, Ерік Аппель, зазначив, що додаткова оптимізація гелів може зробити їх ефективним інструментом для захисту критичної інфраструктури. Науковці сподіваються, що невдовзі ці гелі зможуть пройти пілотні випробування і будуть використані для захисту будівель під час пожеж.
Розробка нових гелів для захисту від лісових пожеж може стати важливим кроком у боротьбі зі збитками, які щорічно завдають ці катастрофи. Із здатністю ефективно захищати будівлі протягом тривалого часу, ці гелі можуть врятувати тисячі будинків і скоротити витрати на відновлення інфраструктури після пожеж. Зважаючи на рекордні масштаби лісових пожеж у різних регіонах світу, такі технології стають критично важливими для забезпечення безпеки людей та збереження матеріальних цінностей.