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美開發出超薄碳納米管阻燃(rán)材(cái)料

發布時間:2014-01-22 作者: 來源:科技日報 瀏覽:1282

      據物理學家(jiā)組織網1月16日報道,通過在納米尺度上采用一種獨特的三明(míng)治結構,美國國家標準與技術研究院(NIST)的(de)科學家開發出一(yī)種多壁碳納米管材料,可大幅降低泡沫製品的(de)可燃性。研究人員稱,新技術有望將因軟裝飾引發(fā)的火災減少三分之一。相關論文(wén)發(fā)表在專業期刊《固(gù)體薄膜》上。
      由美國國家標準與技術研究院發(fā)明的這項新技術,將多壁碳納米(mǐ)管與兩種高分子材料像(xiàng)三明治一樣組合在一起,並將這種3層材料連續疊(dié)加了(le)4層。這種聽起來相(xiàng)當“厚實”的納米材料,實際上即便用“薄(báo)如(rú)蟬翼”來形容也絕不為過??其整體厚度還不到人類頭(tóu)發直徑的百分之一。
      在研究初期,負責該項目的材料科學家金延錫(音譯)和裏克?戴維斯為新材料設定了三個關鍵目標(biāo):泡沫材料多孔表麵全覆蓋、納(nà)米管均勻分布、製造方法簡(jiǎn)單易推廣。
      為此,他們試驗了多種材料,希望能改善耐火性能,延(yán)緩火焰蔓延,但性能(néng)都不夠理想。在最後的測試中,他們選擇了(le)碳納米管,但這種由碳原子構成的如同圓柱形鐵絲網的材料(liào),無法牢固附著在泡(pào)沫表麵。為解決這一問題,他們選用了醫用碳納(nà)米管,這種材料(liào)在細胞培養中常被用來增加DNA分子的黏性。其特點(diǎn)是外(wài)部包裹(guǒ)有一層含有氮分(fèn)子的氨基。這一選擇最終被證明是正確的,醫用碳納米(mǐ)管能夠均勻分布(bù)在阻(zǔ)燃材料當中,並牢固“抓住”與之接觸的(de)材料表麵。此外,這種材料還充分利用(yòng)了碳納米(mǐ)管的快速散熱能力(lì)。此外,即便(biàn)遭遇極端高溫,塗層中的碳納米管被完全燒焦,這種(zhǒng)焦灼層也(yě)具有穩定的阻燃結構,能(néng)夠形成(chéng)一個碳保護(hù)層,防止火焰繼(jì)續蔓延。
      戴(dài)維斯稱(chēng),與目前在軟裝飾上常用的溴(xiù)化阻燃劑相比,新技術的阻燃效果更好。覆蓋這種碳納米管阻(zǔ)燃材料的泡沫製品與未經處理的相比,易燃性降低了35%。如果能夠得以廣泛推廣,新技術有望把軟裝飾所導致的火災減少三分之(zhī)一。

    總編輯圈點(diǎn):

      無(wú)論是辦公室、酒店(diàn)等公共場所,還是(shì)我們的家裏,泡沫類裝飾品的使用都越來越頻繁(fán),而它在很多情況下正是引發火(huǒ)災蔓延的元凶。統計顯示,美國每年因軟(ruǎn)裝飾引發的火災就達6700起,並(bìng)導致480人死亡。其實,人們目前對溴化阻燃劑等最大(dà)的詬病,並不是阻燃功效(xiào),而是它的毒性。新研究指(zhǐ)出自己在阻燃性上完勝,但對於毒性問題(tí)卻沒有說明。如果(guǒ)在這方麵同樣領先,那它(tā)未來無疑將成為很多漂亮(liàng)建築的防(fáng)火“保護傘”。當然,阻燃劑的應用遠不止建築,國防軍事、航空航天……它的(de)舞台無處不在。

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