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應用于消防技術領域的納米復合材料
2010-3-2 來源:中國聚合物網
關鍵詞:納米復合材料 消防技術

    (五)納米消防裝備
                           
    納米技術將使消防裝備脫胎換骨,舊貌換新顏。目前,世界上較發達的國家如美國、日本、德國等國家都紛紛投入巨資研究納米技術,這無疑為納米材料向更高層次的功能化、超高能化、復合輕量化和智能化方向發展。對于中國消防現有的火災報警系統,自動火災滅火系統,特種消防車、消防滅火技術裝備,消防個人防護裝備、滅火器材、救生器材以及滅火劑等裝備來源,隨著新納米材料的問世,這些裝備將會以嶄新的面貌和更為優良的性能馳騁在未來的消防最前線。
                           
    個體防護裝備將實現輕量化、功能一體化。目前消防戰士在執行救火任務時,使用的個體防護裝備及報知系統耐熱性差,穿著笨重,不能長時間作業;特別是執行緊急搶險救災任務時自防能力水平低,且不能準確報知現場的任何情況。可以想象,在未來消防的第一線,單兵將穿著用納米材料制成的內衣和防火服,這樣的防火服不僅耐高溫、隔熱性能好,而且具有防毒功能;特別是選用納米碳管材料制成的防火服,其強度要比一般的鋼鐵強度要強幾十倍,而且柔軟合身,在作業時根本無需考慮被建筑物鉤、刮、碰等,而用納米材料制成的綜合性頭盔系統不僅能夠滿足結構輕巧、強度大、耐高溫、耐腐蝕的要求,而且由于嵌入了微小體積的巨型計算機,則頭盔便成為高度集成且一體化的“智能單元”,能與指揮人員的技術支持系統進行實時數據傳輸,為大型消防作業提供技術保障和安全保障。另外,在進行特殊搶險救援任務時,檢測報知手段也將由納米材料扮演重要的角色;單兵所攜帶的作業工具也會因使用納米材料結構更加輕巧而減少體力的消耗,使得整體完成任務的能力大大提高。
                           
    大型消防裝備和智能報警系統的性能更加優良。科學家在研究中驚奇地發現,納米材料強度是鋼鐵的10倍,而重量卻只有同體積紙張的1/10。在消防車的輪胎中加入納米材料,其抗折性能提高5倍,而且耐疲勞、耐腐蝕、耐高溫、適應火場上的各種惡劣環境可以讓消防車直接靠近火場實施撲救,減少遠距離帶來的不便。將納米材料應用在消防棒、消防膠帶、噴水槍支持架上,重量將大幅度減輕,工作效率會明顯提高。針對高層建筑消防技術的特殊要求,使用納米材料的優勢不僅僅體現在整體結構構件的重量輕上,更重要的是強度大、耐高溫、耐疲勞,用它制成特高型云梯終將成為可能。而對于動力系統來源更具有不可估量的現實意義,諸如用于撲救高層建筑火災的直升機,采用復合納米材料陶瓷發動機,不僅具有很強的韌性、可塑性、耐磨性和抗沖擊能力,而且重量減輕和功率提高均在30%以上,節約燃料50%以上,這樣會大大提高作業時間和作業能力。
                           
    將納米技術應用到微機電一體化系統的器件中研制成智能化火災報警系統,可監測室內的溫度、壓力、流率、振動、流體污染等,當系統出現異常時就會適時作出預報,可以及時發現火災可能發生的部位。如將納米技術制成特殊材料添加到電纜或各種電氣用品中,當溫度超過某一極限值時,它們就會自動報警,從而大大減少可能發生的電氣火災。此外,納米技術應用在小型高能電源系統上,可從根本上減小現有通訊設備體積,增強功能,使現有的城市消防指揮系統更加現代化和網絡化,更便于實現區域火災的控制和實現分布式集成化的指揮網絡。
                           
    綜上所述,納米技術是世紀之交異軍突起的一種嶄新技術,它的出現是人類認識自然和改造自然能力的重大突破,也標志著人類最終能夠按照自己的意愿操縱單個原子和分子,以實現對微觀熱量的有效控制。我們有理由相信,隨著納米技術的不斷發展,它在消防領域的應用將會展現出更美的前景,并必將給消防裝備和發展帶來難以估量的巨大影響,為消防工作譜寫新的篇章。

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