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納米技術(shù)對消防技術(shù)的影響 納米是一種長度單位，1納米等于十億分之一米，大約三、四個原子的寬度。納米技術(shù)是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)(混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué))和技術(shù)(計算機技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù))結(jié)合的產(chǎn)物。作為21世紀(jì)新興的一門前沿科學(xué)技術(shù)，它將對諸多技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。消防技術(shù)作為一門多學(xué)科融合的邊緣學(xué)科，納米技術(shù)將從不同方面對消防技術(shù)帶來深遠(yuǎn)的革命性的變化。 納米粒子也叫超微顆粒材料，一般是指尺寸在1—100納米間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，它將顯示出許多既不同于宏觀世界又不同于微觀世界的奇異特性。比如水和油是不相溶的，無論宏觀尺度的水還是微觀尺度的水都和油是不相溶的。但是到了納米尺度，它就能夠相溶，并且相溶得很好，成了熱力學(xué)的穩(wěn)定相。無論溫度變化、振動還是添加化學(xué)原料，它都能夠穩(wěn)定下來。 由納米粒子組成的材料稱為納米材料，是目前材料研究的一個熱點：它從根本上改變了材料的結(jié)構(gòu)，為克服材料學(xué)領(lǐng)域中長期未能解決的問題開辟了新的途徑。比如，運用納米技術(shù)可以使陶瓷具有象金屬一樣的柔韌性和可加工性；根據(jù)納米材料的光學(xué)特征，使雷達的分辨率能力提高幾百倍；將納米材料加入化妝品中，則可以有效遮蔽紫外線；在醫(yī)學(xué)上用納米微粒進行細(xì)胞分離，并設(shè)想用納米技術(shù)制造出分子機器人，在血液中循環(huán)，對人體的各個部位進行檢查、診斷并實施特殊治療。此外，納米技術(shù)在微電子學(xué)、生物工程和分子組裝等方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。 納米技術(shù)作為一種極具市場應(yīng)用前景的新興科學(xué)技術(shù)，同樣將對消防技術(shù)產(chǎn)生極大的影響力。 納米涂層提高涂層耐火性能 將納米材料與表面涂層技術(shù)結(jié)合，使涂層技術(shù)得到了很大的提高。根據(jù)納米涂層的組成，人們將其分為3類：完全、單一納米材料體系、兩種(或以上)納米材料構(gòu)成的復(fù)合體系、添加納米材料的復(fù)合體系。 完全的納米材料涂層離商業(yè)化尚有相當(dāng)一段距離，只有在軍事領(lǐng)域有所應(yīng)用。但借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，針對涂層的性能，添加納米材料，都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。在涂層中引用納米材料，可以顯著提高材料的耐高溫、抗氧化性。在玻璃等產(chǎn)品表面上涂層納米材料涂層，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱作用。在涂料中加入納米材料，能夠阻燃、隔熱，起到防火作用。 納米技術(shù)改進阻燃材料性能 現(xiàn)有的阻燃技術(shù)一般是采用無機或有機阻燃劑對材料進行處理，來提高材料的阻燃性能。但經(jīng)過無機或有機阻燃劑處理的阻燃材料在遇火后，往往是放出大量的有毒氣體，產(chǎn)生大量煙霧，有時還會放出大量的腐蝕物質(zhì)；如果阻燃劑添加量過大，會影響材料的機械性能。采用納米技術(shù)對材料進行阻燃處理，在提高材料的耐火能力的同時不污染環(huán)境，并且可以改善材料的性能。 納米復(fù)合材料是將材料中的一個或多個組分米尺寸或分子水平均勻地分散在另一組分的基體中。因其存在超細(xì)的尺寸，所以各種類型的納米復(fù)合材料的性質(zhì)比其相應(yīng)的宏觀或微米級復(fù)合材料均有較大改善。中國科技大學(xué)火災(zāi)國家重點實驗室研究人員從分子設(shè)計角度出發(fā)，通過無機或有機化合物修飾粘土。用“層離納米復(fù)合材料”和“嵌入納米復(fù)合材料”方法，合理地將聚合物和無機物結(jié)合在一起。新的納米復(fù)合物阻燃材料具有清潔、高效的特點，有效地克服現(xiàn)有阻燃材料的不足之處。 納米技術(shù)消除靜電帶來的危險 高分子材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，因而被廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。但是，由于一般高分子材料的高電阻率，其制品受物流的磨擦、撞擊，易產(chǎn)生靜電。靜電聚焦到一定程度會引起放電，甚至?xí)饟舸┗蚧馂?zāi)。因此，防止產(chǎn)生靜電和消靜電就是一件十分重要的事情。如果能在高分子材料中摻人導(dǎo)微粒，使之具備一定的傳導(dǎo)電流和消散電荷的能力，通過接地可消除靜電引起的聚積電荷，從而消除和防止靜電帶來的危害。 常用的導(dǎo)電粉末有金屬系粉末(如銅粉、銀粉等)、碳系粉末（如碳黑、石墨等）。它們的電阻非常低、性能優(yōu)良。但它們的缺點是價格昂貴，對無線電波有屏蔽干擾作用，并且顏色深，使其在某些領(lǐng)域不能選用。因此，淺色導(dǎo)電材料納米氧化鈦等被廣泛地用于電子工業(yè)和航空航天工業(yè)，用于電子原件、電器表面、飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的非金屬制件表面以及印刷電路、靜電復(fù)印、導(dǎo)電紙等方面，從而消除和防止靜電帶來的危害。納米材料的光電效應(yīng)影響消防報警技術(shù) 由于超微顆粒的小尺寸效應(yīng)，納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后，在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光，改變納米涂層的組成和特性，得到光致變色、溫致變色、電致變色等效應(yīng)。將電纜、電氣用品和室內(nèi)裝修材料進行納米涂層處理，當(dāng)溫度超過一定值或有漏電、短路現(xiàn)象時，發(fā)生顏色變化，使火災(zāi)探測器更敏感地捕捉到火災(zāi)的初始信號，從而極大降低火災(zāi)的危險。 在疏散通道、安全門的各種標(biāo)示牌表面施以納米材料涂層，使之成為發(fā)光、反光的標(biāo)示牌，即使在發(fā)生火災(zāi)、備用電力不足的情況下，人們?nèi)匀豢梢栽诰o急疏散時立即分辨出逃生出口。 氣體傳感器和濕度傳感器是納米微粒最具前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。如果將氣敏、光敏材料做成納米級，由于奇高的表面比性，其對光或氣的敏感度增加。目前已有科研機構(gòu)利用超細(xì)納米氧化鈦制成了濕度傳感器。納米微粒的這一特性對提高可燃?xì)怏w探測器的敏感性能有極好的意義。同時，根據(jù)納米材料的光電效應(yīng)，同樣可以提高傳統(tǒng)感光式紫外火災(zāi)探測器和紅外火災(zāi)探測器的性能。 納米塑料具有無可比擬的特點 納米用于塑料產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)出的納米塑料具有一般工程塑料所不具備的優(yōu)異性能。納米塑料能夠?qū)o機物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、可加工性及介電性完美地結(jié)合起來。如普通尼龍6雖然有良好的物理性能，但是吸水率高，在強外力和加熱條件下，其剛性和耐熱性不佳，制品的穩(wěn)定性能較差，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。納米尼龍6的熱變形溫度、分解溫度、著火溫度比普通尼龍6均有大輻升高，應(yīng)用領(lǐng)域極大地超過了普通尼龍6的范圍，尤其是制造汽車發(fā)動機內(nèi)等有耐熱性要求的零件。用納米聚乙烯合金材料生產(chǎn)的制品具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕、高強度、無毒性能，易于運輸、安裝、保養(yǎng)，并具有優(yōu)良的抗震性能，性能價格比優(yōu)于鐵管、鋁管、鋁塑管，是各種煤氣管道、工業(yè)液體輸送管道理想的制備材料。采用納米塑料存儲、運輸易燃、易爆化學(xué)危險物品可極大地減少儲罐、管道腐蝕滲漏、受壓斷裂帶來的火災(zāi)危險。 納米氧化鈦涂層在水和空氣組成的體系中，經(jīng)光照能產(chǎn)生殺菌和消除油污的作用。如果在火場照明燈具上涂以納米氧化鈦涂層，可以分解照明燈表面的煙塵、油污所造成的污染，達到照明燈自潔的效果，提高火場照明燈的功效。將納米材料作用于消防隊員的作戰(zhàn)服中，不僅可以提高作戰(zhàn)服的阻燃、耐火性能，亦可以減少消防隊員在滅火戰(zhàn)斗中所受的污染，加強消防隊員的自身保護。 總之，納米技術(shù)作為一種極具市場潛力的新興科學(xué)技術(shù)，其重要性毋庸置疑，許多發(fā)達國家投入了大量的資金進行研究。正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：“納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下階段科技發(fā)展的特點，會是下一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。”隨著納米技術(shù)的發(fā)展，在消防領(lǐng)域應(yīng)用的進一步深入，將帶給消防技術(shù)從理念到技術(shù)手段革命性的變化。 第 5 頁 共 5 頁