10.11.2021 
В Университете МЧС в Петербурге разработали уникальные составы для борьбы с огненной стихией. С их помощью можно тушить пожары за секунды, обрабатывать строительные конструкции и даже кожу человека, чтобы защитить от огня.

Астралены против огня
Человек получил огонь около полутора миллионов лет назад, но до сих пор не смог его по-настоящему укротить. Взять хотя бы недавние пожары в Петербурге и области. Так, в начале ноября в Красносельском районе полностью сгорел жилой частный дом из бруса, хотя его тушили 17 спасателей на 4 пожарных машинах. Или в городе Отрадном Кировского района чуть не выгорела квартира: 40 кв. м тушили 12 пожарных и 3 спецтранспорта. В обоих случаях борьба с огнем продолжалась около двух часов. То есть большая работа и нередко немалые потери, в том числе человеческие жертвы. И это бытовые пожары, а если горят производство, заправка или нефтехранилище?

Неудивительно, что ученые, спасатели постоянно работают над созданием новых средств пожаротушения. Такие разработки ведутся и в Санкт-Петербургском университете государственной противопожарной службы МЧС. В местной учебно-научной лаборатории нанотехнологий много лет шли эксперименты с инновационными материалами, пока, наконец, не удалось создать действительно уникальный и эффективный огнетушащий состав на основе углеродных наноструктур.

«Основная идея – сделать состав, который по интенсивности подачи и по расходу был бы на порядок меньше, чем обычные смеси, а тушение пожара происходило быстрее. И нам это удалось. Взяли за основу разработки петербургского ученого, профессора Андрея Пономарева и его запатентованные наноразмерные частицы – астралены. Это углеродные каркасные структуры, которые позволяют получать действительно качественные наномодифицированные огнетушащие и огнезащитные композиции, причем достаточно дешево. Наши опыты показали, что огнетушащая способность составов, модифицированных этими частицами, возрастает в 3-4 раза, а огнезащитная эффективность теплоизолирующих материалов в присутствии астраленов и некоторых других углеродных нанодобавок в среднем становится выше на 30% по сравнению с традиционными составами», – рассказала заместитель начальника университета по научной работе, доктор технических наук Ольга Зыбина.

И бензин не горит
Сложные научные выкладки легко разъясняются опытами: в сравнительных испытаниях выяснилось, что очаг возгорания твердых материалов (например, дерево, бумага, уголь, текстиль. – Прим. ред.) тушится водой 30 секунд, а с использованием инновационного состава – всего 5-10 секунд. Но особенно впечатляет его эффективность в борьбе с так называемыми углеводородными пожарами, когда горят газ или нефтепродукты. Испытания на горящем бензине показали, что разработанный в университете наносостав тушит его за секунды!

«Погасить горящее топливо без использования специальных пен или порошков трудно, если не сказать – невозможно. И такой пожар очень быстро распространяется. Если тушить его просто водой, происходит более интенсивный разогрев и выход паров нефтепродуктов, что ведет лишь к увеличению площади пожара. Разработанный нами состав увеличивает отвод тепла и снижает температуру зоны горения, что позволяет справиться с углеводородным пожаром за несколько секунд. И если для тушения нужно добавлять в воду 2-6% пенообразователя, то наносостава требуется всего 0,1%», – рассказал доцент кафедры пожарной безопасности технологических процессов и производств, кандидат технических наук Алексей Иванов.

За счет того, что используются небольшие объемы огнетушащего состава, возможности его применения расширяются: его можно использовать и в ручном оборудовании огнеборцев, и в пожарной авиации, и в робототехнике. А высокая скорость тушения позволит быстро локализовать очаг возгорания, не дав огню распространиться на большие площади. Более того, опытным путем выяснилось, что эта смесь, в отличие от пены с водой, не замерзает при низких температурах, а значит, ее можно использовать в условиях Арктики и Крайнего Севера.

Защита людей и конструкций
На основе астраленов в университете МЧС были разработаны и огнезащитные составы для конструкций, используемых при возведении зданий. Как объясняют ученые, если такими составами обработать поверхности строительных элементов, то на них образуется вспененный коксовый экран с высокой теплоизолирующей способностью. Он замедляет перегрев при пожаре.

«Стальные металлоконструкции при пожаре нагреваются очень быстро – до 500 градусов за 10-15 минут. После этого они теряют свои несущие свойства, а здание может обрушиться. Чтобы сократить этот риск, при строительстве могут использоваться интумесцентные огнезащитные составы, которые мы разработали. Проведенные в университете исследования показывают, что введение в рецептуру всего 1% огнезащитного состава углеродных наночастиц позволяет повысить время защитного действия на 30-40 минут в сравнении с немодифицированными составами. Это существенный выигрыш времени. Для примера – в среднем эвакуация людей для большинства объектов не должна превышать 20 минут, а среднее время прибытия пожарной команды в городе – 10 минут. Представляете, на сколько больше у людей шансов выбраться невредимыми из горящего здания, построенного с использованием конструкций, обработанных таким составом», – рассказал начальник кафедры пожарной безопасности технологических процессов и производств, кандидат военных наук Дмитрий Савельев.

Защитные наносоставы также можно применять на человеческой коже. По словам одного из разработчиков, профессора кафедры, доктора химических наук Григория Ивахнюка, для людей этот состав совершенно безопасен и даже, как шутят в университете МЧС, обладает омолаживающими свойствами. Более того, если обработать им кожу, до высыхания средства можно не бояться огня: организм не почувствует высоких температур и не получит ожогов. Автору этих строк довелось испытать это качество на себе: смазанная наносоставом рука не без опаски была сунута в полыхающий в испытательной печке огонь и осталась невредимой. По ощущениям – просто тепло, а попробуйте поднести необработанную руку к горящей свече или зажигалке.

Пока все эти разработки, которые простому человеку кажутся чудо-творениями, живут в стенах университета МЧС.

В вузе есть своя установка по синтезу наночастиц, но лишь в объемах, необходимых для опытов. Для массового производства необходим интерес коммерческих структур, и он, как говорят в вузе, уже есть. Сейчас разработанные составы должны пройти сертификационные испытания, в том числе в условиях, приближенных к реальности.

Патенты на эти изобретения получены. И если нанотехнологии при создании различных огнезащитных смесей уже применяются, то огнетушащий состав на основе астраленов – первая разработка не только в России, но и за рубежом.

«Это абсолютное новое направление, и мы были в нем первыми», – говорят в вузе.

Кстати
По данным МЧС, в России ежегодно происходит около 400 тысяч пожаров, в которых гибнут более 8 тысяч человек. Наибольшее количество возгораний происходит в жилом секторе.https://spb.aif.ru/society/science/potushit_za_sekundu_v_mchs_sozdali_unikalnyy_sostav_dlya_borby_s_pozharami

---