西安科技大學 | 國際頂級期刊聚焦我校新型超浸潤材料應(yīng)用研究成果

?智能總結(jié)近日, 化學工程領(lǐng)域頂級國際期刊《Chemical Engineering Journal》報道了西安科技大學化學與化工學院屈孟男教授團隊在可穿戴式多功能導電超浸潤材料制備及其在火災(zāi)探測和預(yù)警方面應(yīng)用的研究成果。
近日, 化學工程領(lǐng)域頂級國際期刊《Chemical Engineering Journal》報道了西安科技大學化學與化工學院屈孟男教授團隊在可穿戴式多功能導電超浸潤材料制備及其在火災(zāi)探測和預(yù)警方面應(yīng)用的研究成果。
獨辟蹊徑 交叉融通——新型超浸潤材料的制備
易燃材料引發(fā)的火災(zāi)是最常見的威脅環(huán)境安全和社會安全的主要災(zāi)害之一。迄今為止,預(yù)防易燃材料引發(fā)的火災(zāi)隱患主要有兩種策略:一種是對易燃物進行阻燃改性,另一種是對易燃物的早期高溫預(yù)警。在早期高溫預(yù)警中,煙霧探測器已廣泛用于室內(nèi)火災(zāi)風險的監(jiān)控。然而由于煙霧產(chǎn)物擴散速度慢導致普通煙霧探測器探測響應(yīng)時間較長,且無法用于室外復雜氣候和材料無煙充分燃燒等情況,難以實現(xiàn)高效的火災(zāi)探測和預(yù)警等功能。因此,開發(fā)可適應(yīng)于各種苛刻環(huán)境,對易燃物可快速探測的新型多功能高溫預(yù)警傳感器是環(huán)境安全領(lǐng)域中的一項重大挑戰(zhàn)。
基于以上現(xiàn)狀,我?;瘜W與化工學院仿生功能界面材料研究團隊結(jié)合學?;瘜W工程學科優(yōu)勢與安全工程專業(yè)特色,提出了發(fā)泡阻燃劑驅(qū)動的電阻型火災(zāi)預(yù)警/探測的方法。該方法首次將超浸潤材料的自清潔性能、阻燃材料的防火耐高溫性以及智能材料的傳感性能這三種不同領(lǐng)域的重要特性同時賦予一種柔性織物,制備了新型超浸潤材料。

該多功能超浸潤材料制備過程
穿在身上的火災(zāi)預(yù)警器
超浸潤材料是當前材料領(lǐng)域的一個研究熱點,但其性能單一、適用范圍較窄這些缺點大大阻礙了超浸潤材料的廣泛應(yīng)用。該團隊在研究中,不斷拓寬超浸潤材料的實際應(yīng)用,通過在織物表面沉積功能納米粒子,成功制備了可穿戴的多功能高溫及火災(zāi)預(yù)警傳感材料。該傳感材料的制備方法簡便,成本低廉, 并且具有出色的超疏水和超疏油性、優(yōu)異的柔韌性和良好的阻燃性,可適用于極度潮濕的多種惡劣環(huán)境。
新型可穿戴超浸潤材料可快速感應(yīng)火焰的發(fā)生,響應(yīng)時間在2秒以內(nèi)。與傳統(tǒng)煙霧火災(zāi)探測器相比,基于該材料的預(yù)警傳感器具有耐候、快速、實時、綠色、阻燃等特點,可以高效探測和預(yù)防突發(fā)火災(zāi)等重大安全隱患,克服了傳統(tǒng)煙霧探測器響應(yīng)時間長、無法適用室外復雜惡劣環(huán)境和早期預(yù)警差等缺點。在建筑、礦山、交通、軍事、森林等領(lǐng)域的火災(zāi)監(jiān)控和預(yù)防方面具有良好的應(yīng)用前景。

該可穿戴式超浸潤材料的性能展示
打開新世界的大門
新型材料的制備,創(chuàng)造性之處在于首次將超浸潤材料的自清潔性能、阻燃材料的防火耐高溫性以及新型智能材料的傳感性能同時賦予柔性織物,另外與傳統(tǒng)煙霧探測器相比,該材料具有靈敏的火焰檢測與響應(yīng)性能,這也打開了超浸潤材料應(yīng)用的新大門。
該傳感材料作為一種柔性器件,可以被編織在智能紡織品內(nèi)部,應(yīng)用于高溫熱輻射環(huán)境中消防員熱反應(yīng)的檢測與機理研究,如消防員熱應(yīng)激的實時評估,從而確定消防員救援最大工作時間等,并促進新型高性能智能防護服材料的發(fā)展。同時,作為傳感核心部件,可以應(yīng)用于在室內(nèi)或室外的火災(zāi)報警器,實現(xiàn)對各種苛刻環(huán)境的火災(zāi)檢測。

基于該可穿戴式超浸潤材料的應(yīng)用示例

屈孟男教授和王嘉鑫參加國際學術(shù)會議
被《Chemical Engineering Journal》報道的該論文第一作者是西安科技大學礦業(yè)工程專業(yè)2019級博士研究生王嘉鑫。屈孟男教授和何金梅副教授為該論文的通訊作者。正是他們所帶領(lǐng)的仿生功能界面材料研究團隊給了像王嘉鑫這樣的同學一個學習、科研、奮斗的平臺。近年來,該團隊在將礦物材料應(yīng)用于超浸潤材料的制備方面取得了一系列研究成果,這些研究也是結(jié)合西安科技大學的學科優(yōu)勢和特色,在礦物工程領(lǐng)域開展對礦物的新型高效利用加工的創(chuàng)新性嘗試和探索。該系列研究成果被國際學術(shù)期刊多次報道。
(本文轉(zhuǎn)載自西安科技大學管理學院 ,如有侵權(quán)請電話聯(lián)系13810995524)
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