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注册安全工程师辅导:纳米技术与消防

来源:233网校 2009年6月8日

  20世纪80年代末,纳米技术引起我国政府和科学界及社会各界的重视和关注。我国政府把纳米技术列入国家“攀登计划”和国家“重大攻关项目”。据不完全统计,全国有七条纳米材料的生产线已经投产和正在开发之中。目前,纳米材料还被列入S-863计划范围,围绕纳米材料的研究和应用领域正蓬勃展开。

  纳米技术在消防领域的运用

  消防领域不是指我们平时所述的一般性的防火和灭火工作领域,是指以“消防工作”而衍生的消防理论、消防科研、消防产品、消防医学、防火灭火、消防队伍管理等领域。由于纳米科技的飞速发展,纳米技术必将在消防领域发挥巨大的社会效益和经济效益。

  (一) 纳米技术理论在消防理论研究上的运用。纳米技术由于是前沿科学,纳米技术理论的研究也还处在边缘理论的研究和探讨中,就作者所知,在消防理论研究方面涉及纳米技术的成果较少。因此,今后的消防理论研究方面将增加一个新的理论一纳米消防理论。

  (二) 纳米技术在消防科研上的运用。历经10年研究和摸索,我国科学家最近研制出一系列“令人惊奇”的纳米塑料材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米陶瓷材料、纳米复合材料、纳米传感材料和纳米医学等材料,不仅为纳米材料家族增添了新成员,而且使纳米产业化在我国成为可能。我们消防科研工作者和科研机构虽然不可能专门去研究纳米材料的性能,但将纳米技术研究已经取得的成果如何转化到消防领域来运用的可能性是完全成立的。

  (三) 纳米技术在消防技术产品上的运用。由纳米技术而生产出的各种纳米材料,运用在消防产品、消防技术装备和消防医学上具有无比神奇的作用。

  1. 纳米塑料在消防技术装备上运用。由于纳米技术而生产的纳米塑料,这种塑料呈现出优异的物理力学性能,强度高,耐热性好,比重较低等特性,用在消防技术装备上将发挥出较好的效果。

  (1) 用来加工生产消防水带因其强度高,使用中耐高压,不易破损;因其耐热性好,在火场使用中不怕烟熏火烤;因其比重较低,能减轻消防员体力消耗,有效保持火场战斗力。

  (2) 由于纳米粒子尽寸小于可见光波长,纳米塑料显示出良好的透明度和较高的光泽度。我们用这种纳米塑料生产出的消防头盔玻璃防护面罩,不仅透明度高,而且不怕烟雾和水雾附和,火场行动更加方便;生产的消防战斗服和消防水带,水或其它可溶性的物质对它的亲附力作用极小,因此在火场上或训练时,我们不再担心水淋或油污溅到战斗服上而湿透或污染我们的全身,也不再担心水带用后进行冲洗或长时间晾晒不干了。因为:一是这些水或附着物极不易附着在它的上面,二是即使有极少量的附着物,只要轻轻用力一抖,这些水或附着物就会自动脱落,恢复原状。

  (3) 由于氧气透气率低,部分纳米塑料还具有阻燃自熄灭性能;加之这种塑料具有强度高,耐热性好,比重较低的特性,用这种纳米塑料生产消防战斗服,在火场上对消防员防护将发挥出神奇的作用。

  (4) 由于部分纳米塑料材料的耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍,用这种纳米材料可代替目前国产消防车容易破损的玻璃钢水罐和移动灭火器笨重的钢质外筒;也可生产不易磨损的消防吸水管、消防水枪,分水器、消防帽盔、消防战斗靴等消防技术装备。

  2. 纳米技术在消防医学上的运用。医用纱布中放入纳米Ag粒子后有消毒杀菌作用,可解决消防员经常在训练场上出血性外伤的紧急包扎自救以及在火场上的灼伤和烧伤等外伤的防护和治疗。

  3. 纳米技术在火场照明上的运用。纳米技术对能量功效、能量存储以及能量生产等方面有显著影响。利用纳米合成和组装方法,可以开发出更加节能的照明技术;把这种技术用于消防个人装备的照明灯具上,将使火场照明和火情侦察发挥出有照明工具不可比拟的优势作用。

  4. 纳米技术在特种消防装备中的运用。由于纳米静电屏蔽材料具有良好的静电屏蔽作用,用这种材料生产消防员的战斗服,消防员穿上这种服装,可以参加带电电气火灾的扑救行动。

  5. 纳米技术在建筑材料上的运用。用纳米硅基陶瓷粉制成的不污染耐磨透明涂料,除了具有防火功能外,还有防污染、防尘、耐磨等功能,它的运用前景将代替目前单一的防火涂料;纳米氧化锑可以作为阻燃剂加入到易燃的建筑材料中可提高建筑材料的防火性,换句话说,可以提高建筑物的耐火等级。

  总之,随着科学工作者对纳米技术不断的研究和运用,纳米技术在消防领域将发挥越来越多的神奇作用。

  广泛开展纳米技术的在消防领域的运用

  历经10年研究和摸索,我国科学家最近研制出一系列“令人惊奇”的纳米塑料,不仅为塑料家族增添了新成员,而且使纳米产业化在我国成为可能。这是因为纳米塑料是所添加的“纳米”,是我国丰产的一种天然纳米材料一蒙脱土。中国科学院化学所工程塑料国家重点实验室研究员漆宗能率领的小组,利用插层复合技术,将我国丰产的这类粘土矿物均匀分散到聚合物中,从而形成纳米塑料。

  如果将纳米技术研究所取得的成果广泛地运用到消防领域中来,现有的消防技术装备将起到质的变化,它改变的不仅仅是消防技术装备的科技含量,而且必将对整个消防科研理论,消防产品的开发和运用产生深远的影响,对消防技术装备、消防产品的技术数据也将进行重新修改,那么,这些技术数据的重新修改,也必然涉及到对现有的消防技术规范、消防法律法规的修改。总之,广泛开展纳米技术在消防领域的运用,将给我国的消防事业带来一场革命性的变化。

  什么是纳米技术

  纳米科学是研究由尺寸在0.1~100nm之间的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术称为纳米技术。纳米技术在当前的科技领域中处于前沿科学,那么在我们生活中有何用处呢?

  美国全国科学基金会曾发表声明说:“当我们进入21世纪时,纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响,至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计,纳米技术在新世纪中的应用前景广阔。虽然还要经过很多年,纳米管和纳米复合材料才能像硅一样普及,但是到2010年左右纳米时代将会进入兴盛时期。将来纳米技术的开发成果几乎不可胜数,含有微小陶瓷颗粒、以聚合物为基础的涂料和染料将不怕划也不怕腐蚀;改良后的催化剂会给人们带来新的药物和塑料;铁——聚合物电池的供电时间将是目前电池的两倍;有弹性的金属化合物车身在轻微弯曲变形后还能恢复原样;强大但重量轻的复合材料,将提高喷气发动机的性能一其中的涡轮风扇能够自动修复微小的应力裂痕。

  超级材料科学还将开发甚至比纳米技术领域还要微小的领域,迄今已发现了300多种亚原子粒子,但仍没有看到尽头。由于纳米管的强度是钢的100倍,并且导热和导电优于铜,所以纳米和纤维将大有用途。在六个领域大显身手。

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