80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
南昆大王浩教授/中科大余彬教授/杭師大湯龍程教授《ACS Nano》：氧化石墨烯基超分子納米防火/預(yù)警材料
2022-12-08  來源：高分子科技

  火災(zāi)防控一直是人類面臨的一項(xiàng)重大難題。尤其在現(xiàn)代社會(huì)的背景下，隨著城市化建設(shè)的快速推進(jìn)，高層建筑給消防安全與火災(zāi)防控帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。近幾年，基于氧化石墨烯納米片構(gòu)筑阻燃和預(yù)警一體化的傳感器材料（GO-FAS）或防火涂層是一大研究熱點(diǎn)。然而，已報(bào)道的上述材料在力學(xué)、耐溶劑、阻燃、耐高溫和預(yù)警響應(yīng)等性能上難以做到同時(shí)兼顧，設(shè)計(jì)和開發(fā)綜合性能優(yōu)異的傳感器材料或防火涂層仍存在諸多挑戰(zhàn)和難點(diǎn)。



  近日，澳大利亞南昆士蘭大學(xué)王浩教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)余彬教授和杭州師范大學(xué)湯龍程教授合作，利用超分子三聚氰胺二硼酸鹽（M·2B）與氧化石墨烯納米片結(jié)合形成超分子納米交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并通過凝膠干燥法制備得到了綜合性能優(yōu)異的復(fù)合薄膜/涂層材料（GO/MB）。該材料不僅擁有良好的力學(xué)強(qiáng)度和耐溶劑/水性，同時(shí)還具備優(yōu)異的阻燃/耐高溫性能和快速/長時(shí)間持續(xù)響應(yīng)的火災(zāi)預(yù)警功能，展示了良好的火災(zāi)安全防護(hù)與預(yù)警領(lǐng)域的應(yīng)用前景。相關(guān)研究以題為“Biomimetic, Mechanically Strong Supramolecular Nanosystem Enabling Solvent Resistance, Reliable Fire Protection and Ultralong Fire Warning”發(fā)表在國際著名期刊《ACS Nano》期刊上。該論文的第一作者為南昆士蘭大學(xué)博士研究生曹承飛，王浩教授、余彬教授和湯龍程教授為論文的共同通訊作者。 


圖1. GO/MB薄膜材料的性能展示以及火安全應(yīng)用示意圖


  目前已報(bào)道的大多數(shù)GO-FAS材料存在制備過程繁瑣和涉及有機(jī)溶劑使用等問題。在本工作中，通過利用超分子三聚氰胺二硼酸鹽（M·2B）與氧化石墨烯納米片結(jié)合形成超分子納米交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，采用簡單的凝膠干燥自組裝策略制備得到GO/MB復(fù)合薄膜。由于GO/MB網(wǎng)絡(luò)存在多重化學(xué)鍵作用，薄膜顯示出極其致密的類珍珠母的多層次的微/納結(jié)構(gòu)，同時(shí)展示出了優(yōu)異的力學(xué)柔韌性，可以塑造成復(fù)雜的紙飛機(jī)結(jié)構(gòu)。此外，即使在酸/堿性溶液浸泡和水浴超聲條件下，復(fù)合薄膜仍表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 


圖2. 基于凝膠干燥策略制備GO/MB薄膜的過程示意圖以及薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)柔韌性展示


  基于GO熱還原引發(fā)的電阻轉(zhuǎn)變機(jī)制，GO/MB薄膜可應(yīng)用于火災(zāi)早期預(yù)警。復(fù)合薄膜在火焰進(jìn)攻后1 s內(nèi)就可觸發(fā)報(bào)警燈，并且由于出色的耐高溫性/熱穩(wěn)定性，即便在火焰持續(xù)進(jìn)攻1200 s后仍能保持預(yù)警信號(hào)的穩(wěn)定輸出。更重要的是，即使在酸溶液處理后，薄膜仍具有穩(wěn)定可靠的火災(zāi)預(yù)警表現(xiàn)，并且除了在火焰條件下，GO/MB復(fù)合薄膜也可以實(shí)現(xiàn)高溫預(yù)警（300℃）。通過與其它已報(bào)道相似的GO-FAS體系對比，GO/MB擁有可長時(shí)間持續(xù)輸出預(yù)警信號(hào)的能力，展示了在火災(zāi)早期預(yù)警方面的潛在應(yīng)用。 


圖3. GO/MB薄膜材料用于火災(zāi)早期預(yù)警


  除了作為火災(zāi)預(yù)警傳感器材料，GO/MB網(wǎng)絡(luò)還可作為防火涂層應(yīng)用于柔性聚氨酯泡沫材料。結(jié)果表明，GO/MB阻燃涂層可有效提升聚氨酯泡沫的力學(xué)壓縮強(qiáng)度，并且該涂層在水溶液里仍然具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。更重要的是，聚氨酯泡沫的阻燃性能顯著提升。相關(guān)測試表明，涂覆了30wt.% GO/MB涂層的泡沫樣品PU-GM30% 的LOI可由18.2提升至26.8%，在燃燒測試中可實(shí)現(xiàn)自熄。錐形量熱測試結(jié)果顯示，相比于純的泡沫樣品，其熱釋放速率峰值（pHRR）和總煙釋放率（TSP）可分別降低~54%和~56%，展示了其作為理想防火涂層材料的應(yīng)用前景。 


圖4.GO/MB阻燃涂層應(yīng)用于聚氨酯軟泡


  相關(guān)論文信息：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.2c08368

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞