科學家開發新型凝膠,與阻燃劑混合可預防森林野火

作者 | 發布日期 2019 年 10 月 04 日 10:02 | 分類 環境科學 , 生態保育 , 自然科學 follow us in feedly


森林野火肆虐已經成為全球範圍的廣大問題,為了應對越來越常見的野火,史丹佛大學科學家開發出一種凝膠,能夠有效控制野火燃燒範圍,未來將能協助解決每年都會出現的野火威脅。

《美國國家科學院院刊》(National Academy of Sciences)的論文中,材料科學家 Eric Appel 詳細介紹如何使用新型凝膠充當傳遞介質,讓阻燃劑在整個火季中都覆蓋在植被上避免損害。

過去從飛機上噴灑的典型阻燃劑像聚磷酸銨(APP),主要是透過黏附在植被表面與碳結合來形成燃燒的碳層,當 APP 燃燒會產生水,便能有助撲滅火焰。然而 APP 並無法長期附著於植被上,並不適用於作為預防措施來防患未然。

為此,Appel 運用纖維素聚合物和二氧化矽顆粒,開發出一種對環境安全的凝膠,能夠協助阻燃劑長期附著於植被上以預防大火。

通過將 APP 與新凝膠混合,研究人員可以讓阻燃劑附著在植被上的比例增加 50%,不僅如此,即使暴露在半英吋的雨水下,阻燃膠仍然可以繼續工作。在加州林業與消防局(CalFire)監督的現場測試中,用凝膠處理過的草根本無法被點燃。

凝膠的出現為加州特有的野火問題提供了一個解答。由於季風及乾燥氣候,加州夏季經常會出現野火,火勢經常以驚人的速度展開,這個威脅直到秋天的第一場降雨後便能自然解決。團隊目前的想法是在夏天之前,先行噴灑阻燃膠,而秋季的大雨會自然將其沖走,隨後防火的工作便交給大自然自身。

值得一提的是,Appel 過去的研究主要以應對疾病為主,他的研究是開發凝膠將藥物運送至人體內,並在患者體內持續藥效長時間。理論上來說,這種凝膠適用於高危人群,因為他們將可以更好地應對相關流行病。

直到 Appel 曾協助森林防火工作的親人不經意提及,是否能將凝膠與阻燃劑一起,應用於大自然的「身體」上?新凝膠也才隨之誕生。

從灌木到樹、從樹到住宅,野火的擴散就像傳染病一樣,策略不應該是在爆發後疲於四處應付,而是像對付疾病,使用凝膠對其進行疫苗接種。

Appel 表示,對於防範野火來說,需要安全、完全無毒,同時不能損害包裝物品的性能,「有趣的是,這與在體內長時間輸送藥物的工程要求非常相似。」

Appel 已經成立了一家新創公司計畫將凝膠商品化,如果未來被廣泛採用,凝膠可能會成為野火的一種「疫苗」,為廣受野火困擾的地區帶來福利;據了解,在過去十年間,加州近 30 萬起火災中 84% 都波及了道路和公用事業基礎設施。

凝膠的成分對環境是良性的,但在大規模使用以前,研究人員將進一步進行細菌毒性試驗,好確保使用上不會有任何問題。

(首圖來源:Flickr/Bob Dass CC BY 2.0)

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