俞书宏院士团队：Ｓynthetic wood with enhanced flame-retardancy 纳米片超声涂层显著提升仿生人工木材的持续防火性能

What is it about?

受天然木材的启发，中国科学技术大学俞书宏院士团队发展了一系列具有蜂窝状取向微结构的热固树脂基新型仿生人工木材（Science Advances 2018，4，eaat7223）。这类仿生人工木材具有与天然木材相媲美的机械性能和隔热性能，并且具备更加优异的防火和耐腐蚀性能。但是，仿生人工木材在长期的火焰侵蚀下仍然会引发结构的倒塌。因此，持续的耐火焰侵蚀性对于推动仿生人工木材的实际应用非常重要。引入无机组分是提高阻燃性能的一般方法，但是，通过直接与无机纳米材料复合提高阻燃性能的方法，难以避免无机和有机组分之间的界面不相容性。最终，界面处的局部缺陷将以局部应力集中的方式显著降低机械性能。

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Photo by Brittany Colette on Unsplash

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Why is it important?

为此,中国科学技术大学俞书宏院士团队提出了一种新的纳米片超声涂层处理技术，结合超声波能量和真空辅助渗透，在密胺树脂基仿生人工木材（MF-wood）的孔道表面覆盖均匀的累托石纳米片涂层。经过纳米片超声涂层处理的仿生人工木材（MF-wood@REN）可以经受超过10分钟的持续火焰燃烧（400–600 °C），质量保留率为62%，远超过无纳米涂层的仿生人工木材和天然木材。因此，作为一种具有耐火焰侵蚀的轻质高强复合材料，声涂层仿生人工木材在安全和节能建筑中具有巨大的应用潜力。