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应用于消防技术领域的纳米复合材料
2010-3-2 来源:中国聚合物网
关键词:纳米复合材料 消防技术

    (五)纳米消防装备
                           
    纳米技术将使消防装备脱胎换骨,旧貌换新颜。目前,世界上较发达的国家如美国、日本、德国等国家都纷纷投入巨资研究纳米技术,这无疑为纳米材料向更高层次的功能化、超高能化、复合轻量化和智能化方向发展。对于中国消防现有的火灾报警系统,自动火灾灭火系统,特种消防车、消防灭火技术装备,消防个人防护装备、灭火器材、救生器材以及灭火剂等装备来源,随着新纳米材料的问世,这些装备将会以崭新的面貌和更为优良的性能驰骋在未来的消防最前线。
                           
    个体防护装备将实现轻量化、功能一体化。目前消防战士在执行救火任务时,使用的个体防护装备及报知系统耐热性差,穿着笨重,不能长时间作业;特别是执行紧急抢险救灾任务时自防能力水平低,且不能准确报知现场的任何情况。可以想象,在未来消防的第一线,单兵将穿着用纳米材料制成的内衣和防火服,这样的防火服不仅耐高温、隔热性能好,而且具有防毒功能;特别是选用纳米碳管材料制成的防火服,其强度要比一般的钢铁强度要强几十倍,而且柔软合身,在作业时根本无需考虑被建筑物钩、刮、碰等,而用纳米材料制成的综合性头盔系统不仅能够满足结构轻巧、强度大、耐高温、耐腐蚀的要求,而且由于嵌入了微小体积的巨型计算机,则头盔便成为高度集成且一体化的“智能单元”,能与指挥人员的技术支持系统进行实时数据传输,为大型消防作业提供技术保障和安全保障。另外,在进行特殊抢险救援任务时,检测报知手段也将由纳米材料扮演重要的角色;单兵所携带的作业工具也会因使用纳米材料结构更加轻巧而减少体力的消耗,使得整体完成任务的能力大大提高。
                           
    大型消防装备和智能报警系统的性能更加优良。科学家在研究中惊奇地发现,纳米材料强度是钢铁的10倍,而重量却只有同体积纸张的1/10。在消防车的轮胎中加入纳米材料,其抗折性能提高5倍,而且耐疲劳、耐腐蚀、耐高温、适应火场上的各种恶劣环境可以让消防车直接靠近火场实施扑救,减少远距离带来的不便。将纳米材料应用在消防棒、消防胶带、喷水枪支持架上,重量将大幅度减轻,工作效率会明显提高。针对高层建筑消防技术的特殊要求,使用纳米材料的优势不仅仅体现在整体结构构件的重量轻上,更重要的是强度大、耐高温、耐疲劳,用它制成特高型云梯终将成为可能。而对于动力系统来源更具有不可估量的现实意义,诸如用于扑救高层建筑火灾的直升机,采用复合纳米材料陶瓷发动机,不仅具有很强的韧性、可塑性、耐磨性和抗冲击能力,而且重量减轻和功率提高均在30%以上,节约燃料50%以上,这样会大大提高作业时间和作业能力。
                           
    将纳米技术应用到微机电一体化系统的器件中研制成智能化火灾报警系统,可监测室内的温度、压力、流率、振动、流体污染等,当系统出现异常时就会适时作出预报,可以及时发现火灾可能发生的部位。如将纳米技术制成特殊材料添加到电缆或各种电气用品中,当温度超过某一极限值时,它们就会自动报警,从而大大减少可能发生的电气火灾。此外,纳米技术应用在小型高能电源系统上,可从根本上减小现有通讯设备体积,增强功能,使现有的城市消防指挥系统更加现代化和网络化,更便于实现区域火灾的控制和实现分布式集成化的指挥网络。
                           
    综上所述,纳米技术是世纪之交异军突起的一种崭新技术,它的出现是人类认识自然和改造自然能力的重大突破,也标志着人类最终能够按照自己的意愿操纵单个原子和分子,以实现对微观热量的有效控制。我们有理由相信,随着纳米技术的不断发展,它在消防领域的应用将会展现出更美的前景,并必将给消防装备和发展带来难以估量的巨大影响,为消防工作谱写新的篇章。

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