中國新型涂料網(wǎng)訊:
噴噴涂涂,便能使人體防止爆炸灼傷。最近的一項(xiàng)科技新發(fā)現(xiàn),可以幫助人能在極端的環(huán)境下更好地保護(hù)“臉面”,噴涂材料的這種“金鐘罩”功夫讓人眼前一亮。記者走訪相關(guān)專家,解開這看似簡(jiǎn)單的噴涂背后的秘密。
涂一涂:
新型迷彩涂料
可防爆炸灼傷
能耐600℃的瞬間爆炸高溫
最近,美國南密西西比大學(xué)的研究人員得到美國國防部的資金支持,為美國大兵們研制出一種新型面部迷彩涂料。這種涂料能幫助士兵們的面部抵御炸彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的瞬間熱浪沖擊,保護(hù)面部不被燒傷。傳統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)上使用的迷彩涂料只是起隱蔽作用,可以讓士兵逃出敵人的視野,卻不能幫他們抵御路邊炸彈帶來的高達(dá)華氏1112度(即600℃)的瞬間致命高溫。更糟糕的是,迷彩涂料中的潤滑油和其他油脂會(huì)火上澆油,為燃燒提供更多的燃料,讓士兵的面部在火焰的烘烤下無處可逃。
美國南密西西比大學(xué)的羅伯特·洛克海德博士在費(fèi)城舉行的美國化學(xué)會(huì)年度會(huì)議上首次亮相了他和研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明的防熱迷彩涂料,稱其為更安全的、具有熱屏蔽功能的傳統(tǒng)迷彩涂料替代物。
洛克海德博士說:“一枚路邊炸彈的爆炸,或任何其他威力強(qiáng)大的爆炸通常會(huì)產(chǎn)生兩方面危險(xiǎn):首先是超音速傳播的高壓沖擊波,這可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的內(nèi)傷;另一方面是幾乎瞬間產(chǎn)生的熱爆炸,這股熱波溫度超過600℃,足以使香煙燒起來。盡管熱爆炸的時(shí)間只持續(xù)2秒,但它差不多可以‘燒熟’臉、手和其他暴露的皮膚。”
而把新型迷彩涂料涂在臉部和手部,可以保護(hù)涂抹者在15秒內(nèi)承受600攝氏度的高溫。15秒看似很短,在戰(zhàn)場(chǎng)上卻足以拯救生命。據(jù)報(bào)道,在某些測(cè)試中,該迷彩涂料甚至可以提供60秒的保護(hù)。
防火還能防蚊蟲
使用方便如敷“面膜”
洛克海德博士在會(huì)上表示,這種迷彩材料必須滿足幾個(gè)關(guān)鍵要求:它不僅可以反射劇烈的熱,同時(shí)提供適合白天或晚上進(jìn)行偽裝的顏色。此外,它必須易于涂抹和去除,防水,對(duì)眼睛、鼻子和嘴無刺激性。要兼顧這幾點(diǎn)并非易事。
中山大學(xué)化工學(xué)院麥堪成教授在接受專訪時(shí)深入淺出地解釋了這項(xiàng)技術(shù)的幾個(gè)難點(diǎn)。“傳統(tǒng)迷彩涂料的基材通常為碳?xì)渚酆衔,其遇到高溫時(shí)容易燃燒。這種新型涂料的基材是非易燃的含硅物質(zhì)。用這類含硅物質(zhì)來替代傳統(tǒng)的碳?xì)渚酆衔,可以?shí)現(xiàn)涂料的柔滑度和涂膜性能,同時(shí)還有防火和隔熱的功能。”他說。
他分析,這種含硅物質(zhì)可能為有機(jī)硅。“現(xiàn)在美容豐胸時(shí)用的填充物成分就主要是有機(jī)硅。有機(jī)硅是無毒性、無刺激性的,有耐高溫、難燃的特性。如果要易于涂抹和去除,能防水,我估計(jì)在形式上會(huì)很像現(xiàn)在女士們用的一些面膜,涂上去會(huì)結(jié)為一層,想要去除的話,整張撕下來就可以了。”
因?yàn)槭墙o軍人在野外環(huán)境下使用,迷彩涂料還被要求有驅(qū)趕蚊蟲的功效,這無疑又增加了難度。
為使該迷彩涂料兼顧驅(qū)蚊蟲功能,需要添加驅(qū)蟲劑,即避蚊胺,但其最大的問題是驅(qū)蟲劑的易燃性,想要兼顧很困難。洛克海德博士說:“避蚊胺是易燃的,當(dāng)國防部要求加入時(shí),我們不認(rèn)為我們能做到這一點(diǎn)。”但最終,研究團(tuán)隊(duì)找到了解決辦法:給易燃的避蚊胺加了一個(gè)“金鐘罩”,即將避蚊胺包裹在富含水的凝膠中,這種球狀膠囊一般的凝膠成分完美實(shí)現(xiàn)了美國軍方的要求。
仍不能承受
長(zhǎng)時(shí)間的高溫烘烤
該迷彩涂料如何能夠高效地阻隔爆炸時(shí)產(chǎn)生的大量熱能?尋找合適的反射熱量的填充物質(zhì)是該技術(shù)的一大難點(diǎn)。
傳統(tǒng)迷彩涂料使用納米級(jí)的色素,它們能最大限度地反射可見光——這也是這些涂料看起來通常是綠色或黑褐色的緣故。但有一個(gè)問題是,這些納米微粒并不能反射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光波,比如說帶來熱量的紅外線,反射這些光波需要大一點(diǎn)的染料顆粒。所以,據(jù)資料顯示,開發(fā)這款迷彩涂料的研究人員是將那些納米級(jí)別的染料顆粒摻入到那些沙粒大的染料顆粒中,以最大程度地反射那些熱輻射。這樣才能在爆炸的瞬間,周圍都是高溫的情況下,有機(jī)硅“面膜”能保持在人體耐受的溫度范圍內(nèi)。
麥堪成指出,目前,在建材領(lǐng)域,確實(shí)已經(jīng)有耐高溫的防火板材,但在只有稀薄一層的涂料領(lǐng)域,目前的應(yīng)用主要是在建筑物中起到隔熱的作用,建筑領(lǐng)域用的隔熱涂料的基材主要為碳?xì)渚酆衔铮荒透邷,更不能承受諸如爆炸這類瞬間達(dá)到的高溫狀態(tài)。“消防員的防火服,因?yàn)橐凶枞紕,材質(zhì)也是比較厚實(shí)的。在質(zhì)地很薄的情況下又能長(zhǎng)時(shí)間耐高溫,還是很難做到的。”麥堪成說。
因此,雖然洛克海德博士認(rèn)為自己的這項(xiàng)發(fā)明不僅可以給軍人使用,也可以給消防隊(duì)員使用,但麥堪成認(rèn)為,綜合來看,這種涂料目前只能抵御瞬間爆炸形成的高溫,還不能耐長(zhǎng)時(shí)間的高溫烘烤,因而這類涂料可預(yù)見的應(yīng)用面會(huì)較為狹窄。