随着城市化进程的推进和建筑复杂性的增加，消防安全的重要性日益凸显，推动了对智能、高性能消防装备的需求。
2025年8月12日，西安工程大学纺织科学与工程学院樊威教授团队联合西安交通大学化学学院王淑娟副教授在国际顶级期刊《Advanced Science》发表题为“Hierarchically Engineered Flame-Retardant Triboelectric Yarn Exhibiting Robust Mechanical Performance and Humidity-Boosted Electrical Output for Firefighting Applications” 的研究成果。
本研究通过分级纺织品组装技术，开发了一种具有同轴结构的超智能防火纱线（SIFY）。中间的防水阻燃层与外层的高强度阻燃聚（对苯二甲酰亚胺）纤维，赋予SIFY卓越的阻燃性能（限氧指数达50.2%）、高抗拉强度（550.72 MPa）及优异的耐磨性（超过12000次摩擦循环）。这些性能目前在已报道的摩擦电纤维中处于领先地位。
值得注意的是，SIFY的创新设计巧妙克服了摩擦电纳米发电机在潮湿环境下的局限性。其实现了显著突破：随着相对湿度升高，摩擦电性能不仅不下降反而有所提升。这些独特性能使SIFY具备同时作为电源和自供电传感器的功能，可应用于智能消防装备。它可用于手势识别系统和智能消防绳索，从而确保消防员进行更安全、更高效的灭火作业。
主要内容：
作者首先介绍了超级智能防火纱（SIFY）的制备工艺、形态和性能。a） SIFY 制备流程图。b） SIFY 的 SEM 和超景深图像：i. PDMS 光纤;二、PDMS/镀银铜线;iii. 阻燃防水摩擦电纱（FWY）;四. 西菲。c）SIFY与目前报道的阻燃摩擦电纳米发电机纱线的关键核心指标对比图：
图1 SIFY的结构和性质。
随后对SIFY 的阻燃性能进行了测试。a） SEBS、APP、PNFR 和 SEBS/APP/PNFR 的 XPS 分析。b） SEBS、APP、PNFR 和 SEBS/APP/PNFR 的红外光谱。c） SEBS 和 SEBS/APP/PNFR 的意向书。d） SIFY电子纺织品的物理燃烧图。e） SIFY与其他已报道的阻燃纱线TENG之间的应力和LOI比较：
图2 SIFY的阻燃性。
图3主要介绍了SIFY 的摩擦电特性。a） SIFY工作原理图。b）COMSOL软件模拟的SIFY静电势分布。c-e） 不同激励频率（1.5–3 Hz）下SIFY的开路电压（VOC）、短路电荷转移（QSC）和短路电流（ISC）。f）不同湿度条件下SIFY的VOC含量。g） PBO纤维与SEBS/APP/PNFR的水接触角。h）不同温度条件下SIFY的VOC含量：
图3SIFY的摩擦电性能。
然后，作者介绍了SIFY 电子纺织品的电气性能。a–c） SIFY 电子纺织品的 VOC、QSC 和 ISC。d，e）SIFY电子纺织品的VOC、ISC、功率密度与负载电阻的关系。f） SIFY 电子纺织品点亮 57 个 LED。g） SIFY 电子纺织品在 1000 Hz 频率下连续运行 3 秒期间的电气性能：
图4SIFY E-Textile的摩擦电性能。
图5主要介绍了SIFY及其电子纺织品的耐久性性能。a） SIFY 在交替干燥 （40% RH） 和潮湿 （95% RH） 环境中的输出。b） SIFY 的可洗性。c） SIFY的耐磨性。d） SIFY 电子纺织品在酒精灯火焰下暴露不同持续时间时的挥发性有机化合物：
图5 SIFY及其电子纺织品的耐用性。
最后作者展示了SIFY 及其电子纺织品的应用。a） SIFY电子纺织品在消防服中的应用示意图。b） 不同手势的 SIFY 的 VOC。c） VOC对应于点击SIFY电子纺织品时的摩尔斯电码“FIRE”。d）智能绳的应用场景图。e） 智能绳索的物理图片。f）智能绳损坏前后的VOC值：
图6 SIFY及其电子纺织品的应用。
总结讨论：
在本研究中，作者通过受耐高温线材的启发，通过分层纺织品组装技术开发了超级智能防火纱线。该纱线具有高抗拉强度、抗剪切性和优异的阻燃性能，并实现了湿度增强的摩擦电输出，使其能够满足消防救援等极端场景的需求。
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原文链接：
https://doi.org/10.1002/advs.202507673
