Mas Mahalaga Na Ngayon ang Kaligtasan sa Sunog – Ano ang Ginagawa Natin Tungkol Dito?

Mga Flame Retardant para Bawasan ang Panganib ng Sunog

Sa kasalukuyang mga wildfire na nagwawasak ng buong mga kapitbahayan sa Los Angeles, o kamakailan lamang sa Hawaii, malinaw kung bakit dapat itaguyod ang anumang teknolohiya na makakatulong sa pagpigil o pagpapabagal ng sunog.

Maraming anggulo ang maaaring pagtuunan upang harapin ang isyung ito. Mula sa mas mahusay na paggamit ng datos hanggang sa iba’t ibang materyales sa konstruksyon, o iba’t ibang pamamahala ng tubig at mga kagubatan.

Gayunpaman, patuloy pa rin tayong gagamit ng maraming nasusunog na materyales sa ating pang-araw-araw na buhay, dahil napakaraming kapaki-pakinabang na produkto ang nasusunog.

Isa pang posibilidad ay ang paggamit ng fire retardants, mga kemikal na nagbabawas ng panganib na magliyab at ng bilis kung saan ang sunog ay nawawalan ng kontrol. Maaari itong magdala ng malaking pagbabago, dahil ang mas mabagal na sunog ay mas malamang na mapatay nang maaga o magbigay ng mas maraming oras para sa mga bumbero na makarating at dalhin ang tamang kagamitan.

Isang suliranin ay maraming flame retardant na kemikal ay medyo nakakalason, kaya hindi praktikal para sa maraming aplikasyon. Isang halimbawa ay ang anumang bagay na madalas humahawak sa balat ng tao, tulad ng tela ng koton. Maaaring magbago ito dahil sa natuklasan ng walong mananaliksik sa Texas A&M University, na nakabuo ng isang bagong one-step flame retardant para sa mga telang koton.

Sila ay kamakailan lamang naglathala ng kanilang mga resulta sa ACS Applied Polymer Materials, sa pamagat na “Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton¹”.

Bakit Koton?

Ang koton ang pinaka-ginagamit na tela sa buong mundo, dahil sa kahusayan nito sa paggawa ng malambot, komportable, at makahinga na mga tela. Ginagamit ito sa pananamit at upholstery at isa sa mga pangunahing nag-aambag sa nasusunog na materyales sa mga tahanan (mga sopa, aparador, tuwalya, tapyan, atbp.), kabilang ang mga malapit sa panganib ng sunog (mga kusina, kandila, sigarilyo, atbp.).

Karamihan nito ay binubuo ng α-cellulose, isang napakasunog na materyal. Dahil dito, anumang bagay na gawa sa koton ay mabilis at ganap na nasusunog.

Isa pang dahilan upang tutukan ang koton ay agad nitong bubuksan ang isang napakalaking merkado para sa anumang inobasyon na tututok sa materyal na ito. At maaari rin itong palawakin sa ibang mga materyales sa hinaharap.

Paano Gumagana ang Flame Retardants

Karamihan sa mga flame retardant para sa koton na historically ginagamit ay mga halogenated compound na ngayon ay tinatanggal dahil sa kanilang toxicity sa tao. Ang mga alternatibong molekula ay sinuri ng industriya ng kemikal sa loob ng maraming taon, kabilang ang mga phosphorus-, nitrogen-, silicon-, at boron-based na kimika.

Ang isyu hanggang ngayon sa paghahanap ng magandang kapalit ay ang gastos. Ang mga alternatibong compound na ito ay nangangailangan ng paggamot sa ilang hakbang, na nagdudulot ng mas mataas na gastusin.

Ang paraan ng pag-andar ng flame retardants ay sa pamamagitan ng paglikha ng isang char layer sa ibabaw ng materyal kapag nasunog, na humaharang sa paglawak ng apoy. Kadalasan, ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pagsasama ng isang acid source at isang carbon source.

Minsan, isang “blowing agent” ang idinadagdag, na nagde-decompose mula sa init tungo sa mga hindi nasusunog na gas na nagpapalabnaw sa mga nasusunog na gas at nagpapahina sa mga apoy.

One-Step Flame Retardant

Sinuri ng mga mananaliksik ang isang klase ng kemikal na tinatawag na polyelectrolytes: polyethylenimine (PEI) bilang blowing agent at sodium hexametaphosphate (PSP) bilang acid source. Sa kaso ng koton, ang nasusunog na materyal mismo ang pinagmumulan ng carbon.

Pinagmulan: ACS Applied Polymer Materials

Ang halo na ito ay hindi nakakalason at magiging perpekto para sa mass production sa lahat ng telang koton. Ngunit hanggang ngayon, tanging 2-step na proseso lamang ang kilala para ilapat at itali ang polyelectrolytes sa koton.

Natuklasan ng mga mananaliksik na maaari nilang gamitin ang ammonia (NH3) bilang volatile base upang itali ang PEI at PSP sa koton kapag ang ammonia ay nag-evaporate. Natuklasan nila na maaari nilang ilapat ang buong halo sa koton at i-evaporate ang ammonia sa isang hakbang lamang.

Paghahanap ng Tamang Pamamaraan

Iba’t ibang ratio ng PEI-to-PSP ang sinuri upang mahanap ang optimal na komposisyon para bawasan ang flammability ng koton.

Ang mga nabuong hibla ng koton ay sinuri sa ilalim ng electron microscope (Scanning Electron Microscope – SEM), na nagbigay-daan upang masukat ang fire retardant absorption ng mga hibla ng koton.

Pinagmulan: ACS Applied Polymer Materials

Isa pang sukat na tiningnan ay ang tibay ng paggamot laban sa paghuhugas. Dahil ang mga telang koton ay malamang na malabhan nang madalas, anumang flame retardant na hindi kayang tiisin ang pagkalantad sa tubig at paghuhugas ay magkakaroon ng kaunting gamit sa totoong buhay.

“Maaaring i-optimize ang teknolohiyang ito upang mabilis, madali, at ligtas na ma-flame retard ang maraming nasusunog na materyales, na nag-aalok ng malawak na proteksyon sa pang-araw-araw na buhay, nakakatipid ng pera at buhay ng pangkalahatang populasyon.”

Maya D. Montemayor – Graduate student sa Department of Chemistry sa Texas A&M.

Para sa ilang mga ratio na ginamit, bahagyang nasasama ang materyal sa unang paghuhugas, ngunit ang natitirang bahagi ng maayos na nakatali na flame retardant ay nananatiling nakakabit sa mga hibla ng koton.

Pinagmulan: ACS Applied Polymer Materials

Ang ginamot na koton ay naglalabas ng mas kaunting init kumpara sa hindi ginamot (neat) na koton kapag sinusukat sa enerhiya bawat gramo ng koton (W/g). Ang temperatura ng pagkasunog ay nabawasan din.

Pinagmulan: ACS Applied Polymer Materials

Sa pagsasagawa ng tinatawag na “vertical flame” test, napansin din ng mga mananaliksik na ang acid sa halo ang responsable sa pag-bond sa koton, na nagpoprotekta sa flame retardant mula sa paghuhugas kapag nilabhan ang tela.

Pinagmulan: ACS Applied Polymer Materials

Pagpapatuloy

Ang mga paunang resulta ay malaking bagay para sa industriya ng koton at mga kumpanyang gumagawa ng flame retardant, dahil maaari nitong buksan ang daan para sa mas mura at mas madaling pangkalahatang paggamot para sa lahat ng produktong koton.

Ang mga mananaliksik ay ngayon ay nakikipagtulungan sa mga industriyal na kasosyo kung paano maaaring palawakin ang prosesong ito lampas sa koton patungo sa anumang carbon-rich na materyal, tulad ng kahoy, tela, foam, at iba pang mga telang pang-industriya.

“Ang makabagong pananaliksik na ito ay nagdadala ng pagkilala sa Texas A&M bilang isa sa mga nangunguna sa teknolohiyang ito at nagbubukas ng pagkakataon para sa karagdagang pag-unlad kasama ang mga panlabas na kumpanya.

Ang TEES ay naglilisensya ng teknolohiyang ito at iba pang katulad na teknolohiya sa mga kumpanya para sa iba’t ibang aplikasyon.”

Dr. Jaime Grunlan,-  Leland T. Jordan ’29 Chair Professor sa J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering sa Texas A&M.

Ano Pa ang Maaaring Gawin Tungkol sa Panganib ng Sunog

Maaaring gawin ang mga bagong teknolohiya para sa mas mahusay na kontrol sa sunog mula sa maraming anggulo. Halimbawa, narito ang ilang nabanggit na namin kanina:

• AI Predictions: Maaaring gamitin ang mga satellite image at tumpak na prediksyon ng panahon upang mas mahusay na mahulaan ang panganib ng paglitaw ng wildfire, ang kanilang kalubhaan, at kung paano ito mapipigil.
• Forest Management Systems: Mas mahusay at mas nasusubaybayang mga tool sa pamamahala ng kagubatan ang makakatulong upang mas maunawaan ang kalusugan ng kagubatan, produktibidad, at kung paano ito alagaan nang mas maayos. Maaari itong magamit upang mabawasan ang dami ng patay na kahoy at iba pang panganib sa sunog.
• Mass Timber Construction: Maaaring mukhang kakaiba na makatutulong ang konstruksyon ng kahoy sa pagbabawas ng panganib ng sunog. Ngunit ang mass timber ay isang bagong teknolohiya na nag-aagglomerate ng kahoy sa mga beam na kasing lakas ng bakal at ginagawa itong fire resistant dahil sa napakataas nitong densidad. Ang mass timber ay natural na bumubuo ng char layer na ginagamit ng flame retardants upang limitahan ang flammability. Maiimagine natin na ang PEI-PSP flame retardants ay maaaring makatulong pang lalo dito.
• Heat-Activated Hydrogels: Upang mapigilan ang pagkalat ng wildfire, maaaring gamitin ang mga bagong hydrogel imbes na ang karaniwang foam, na nagtataglay ng kakayahang panatilihin ang tubig nang doble ang tagal. Maaari itong magdala ng malaking pagkakaiba sa proteksyon ng mga tahanan bago pa man dumating ang wildfire.
• Drones: Ang mga firefighting drone ay maaaring maging karagdagang kasangkapan sa arsenal ng mga bumbero, na makakapasok sa mga lugar na masyadong mapanganib para sa mga bumbero. Maaari mong basahin pa ang tungkol sa kumpanyang gumagawa ng ganitong drone, ang Textron, sa “2025’s Top Drone Companies Leading the Aerial Revolution”.

Pamumuhunan sa Flame Retardants

Ang flame retardants ay isang madalas na hindi napapansin, ngunit napakahalagang produkto mula sa industriya ng kemikal na nagliligtas ng hindi mabilang na buhay araw-araw.

Isa ito sa maraming specialty chemicals na bahagi ng modernong buhay, na bumubuo ng $8.63B na merkado noong 2022 at inaasahang lalago ng 7.1% CAGR hanggang 2030.

Pinagmulan: Grand View Research

Maaari kang mamuhunan sa mga kumpanyang kaugnay ng industriya ng kemikal sa pamamagitan ng maraming broker, at dito sa securities.io, matatagpuan mo ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na mga broker sa Estados Unidos, Canada, Australia, United Kingdom, at pati na rin sa maraming ibang bansa.

Kung hindi ka interesado sa pagpili ng partikular na mga kumpanya, maaari ka ring tumingin sa mga ETF tulad ng iShares STOXX Europe 600 Chemicals UCITS ETF (EXV7) o ang Fidelity Select Chemicals Portfolio (FSCHX) na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang mula sa industriya ng kemikal.

Kumpanya ng Flame Retardant

Ang ICL ay isang pandaigdigang kumpanya ng kemikal na nakabase sa Israel, na may matatag na posisyon sa flame retardants, partikular na #1 na posisyon sa mga solusyon para sa electronics, kabilang ang EVs at AI, at konstruksyon, gamit ang bromine o phosphorus.

Aktibo rin ito sa mga pataba, lalo na ang phosphate at potash, pati na rin ang phosphate para sa mga produktong industriyal tulad ng mga materyales para sa baterya.

Pinagmulan: ICL

Ang kumpanya ay pangkalahatang nangunguna sa mga industriya na kinabibilangan nito, na may 33% na bahagi ng merkado sa mga produktong industriyal at 20% sa mga solusyon ng phosphate. Sa kabuuan, ang kanilang benta ay diversified sa buong mundo.

Ang pinakamalaking bahagi ng EBITDA ng kumpanya ay nagmumula sa benta ng potash at mga solusyon ng phosphate.

Pinagmulan: ICL

Ang fire retardant ay isa lamang bahagi ng aktibidad ng kumpanya, at aktibo rin itong namumuhunan sa bagong teknolohiya. Aktibo itong nagpopondo sa mga startup at nagsasagawa ng sarili nitong R&D sa next-generation fertilizers, kabilang ang:

• Pagsasagawa ng photocatalytic nitrogen fixation malapit sa halaman.
• On-farm electrochemical production ng ammonia o nitrates.
• Biostimulants upang mapabuti ang bioavailability ng mga pataba.
• Pagpapabuti ng availability ng phosphorus sa pamamagitan ng plant extracts, microorganisms (PSB – Phosphorus Solubilizing Bacteria), at mga kemikal.

Bilang isang low-cost na producer ng bromine at potash, ang kumpanya ay mahusay na posisyon upang harapin kahit na mababang presyo ng pataba, habang tumataya sa mga bagong inobatibong solusyon upang lumikha ng paglago sa hinaharap.

Maaari rin itong makinabang mula sa lumalaking demand para sa fire retardants, kahit bago pa man lumabas ang mga one-step na paggamot tulad ng tinalakay sa artikulong ito.

Sanggunian ng Pag-aaral:

^{1. Montemayor, M. D., Rodriguez-Melendez, D., Smith, D. L., Vest, N. A., Palen, B., Chang, E., Moran, A. V., & Grunlan, J. C. (2024). Evaporation induced flame retardant polyelectrolyte complex for cotton. ACS Applied Polymer Materials. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02937}