武汉纺织大学|Nano-Micro Letters:仿生纤维,3 秒预警火灾!

本研究以红树林根系梯度多孔结构为仿生灵感，采用三轴同轴湿法纺丝结合梯度诱导相分离技术，制备出具有三层芯壳结构的 SIAM 双模早期火灾预警传感纤维：内层为铵根交联 MXene 构成温度传感芯，依托塞贝克效应实现 50–300 ℃区间高精度测温（塞贝克系数 20.6 μV K⁻¹、线性相关系数 R²=0.99），中间纯芳纶纳米纤维（ANF）隔离层消除温度、一氧化碳（CO）信号串扰，外层是带有外大孔（＞10 μm）- 内微孔（＜3 μm）梯度孔隙、负载 SnO₂/In₂O₃ n-n 异质结与银纳米线的 CO 气敏鞘层；梯度多孔结构大幅提升 CO 扩散吸附效率，相较无梯度纤维 CO 响应性能提升 15%，可检出 10 ppm CO，响应时间仅 19.28 s，同时纤维具备优良阻燃性、热稳定性与可弯折柔性；将该纤维集成自制无线预警系统后，可依靠温度热电电压与气体电阻双通路独立触发警报，明火异常温升 3 秒即可完成声光报警，还能编织于家居织物并通过无线模块实现远程火情监测，解决了传统火灾探测器刚性、单参数检测易误报、气相传质阻力大等痛点，为高灵敏、柔性可穿戴双参数早期火灾预警纤维传感器提供了全新设计思路。