科学家受火山熔岩启发 研发新型防火阻燃涂料

火可以取暖，可以烹饪，但在日常生活中要注意用火安全，否则会引起严重的火灾，造成不可逆转的损害。如今，市场上有许多防火材料，但并非所有材料都是有效的，其中一些甚至对人体健康有害。澳大利亚昆士兰大学斯普林菲尔德分校与中国化学与材料工程学院合作，进行了一项新研究，展示了一种新型材料，可以有效阻止火灾。

研究人员从另一个火热的源头中获得了新材料涂层的灵感：熔岩。火山熔岩冷却得很快，但冷却得越久，凝固的时间就越长。这是因为熔化的熔岩形成了一层叫做“焦炭”(char)的外壳，它可以隔离下面的熔岩，而外层可以防止火烧到它。

熔岩主要由硅和氧组成，形成了一种导热率低且完全防火的液体，这是研究人员试图模仿的两种特性。该团队的阻燃材料由金属氧化物、氮化硼和去年自创的阻燃聚合物组成。当金属氧化物达到350°C时，它们开始熔化;这是有利的，因为火的温度可以达到600 °C甚至更高。

金属氧化物熔化会形成外壳，然后氮化硼填充裂缝，得到的外壳是类似于陶瓷涂层。聚合物是涂层和它所保护的材料之间的胶水，以形成坚固的粘合防火层。

这种新的混合物材料可以溶解在水中形成雾化喷雾，可以覆盖多种材料，包括泡沫绝缘材料、木材和钢材。为了测试该涂层的功效，研究人员将其喷洒在每种材料上。让它冷却后，他们将材料暴露在丁烷火炬的火焰中，在1100°C下燃烧30秒。

研究者表示，涂层表现出“快速、自熄的行为”以护下面的材料。火灾中还会让涂层排出二氧化碳，一种不易燃气体，以防止进一步的火焰。值得注意的是，该涂层还可以保护木材和钢材，这两种物质存在于建筑物中，又特别容易受到火灾的破坏。

这个新型涂料被证明比传统的阻燃涂料更有效。这些化合物涂层(其中大部分是陶瓷的前体)的成本低且易于获得，并且该化合物涂层可以轻松应用于各种物体表面。

题为A lava-inspired micro/nano-structured ceramifiable organic-inorganic hybrid fire-extinguishing coating的相关研究论文发表在《物质》(Matter)上。

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