Để ngăn ngừa hỏa hoạn, các nhà sản xuất vật liệu xây dựng thường thêm chất chống cháy vào các vật liệu xây dựng bằng nhựa, gỗ và thép, nhưng những chất phụ gia này có thể độc hại, đắt tiền và đôi khi không hiệu quả. Mới đây, các nhà nghiên cứu ở Úc và Trung Quốc đã tìm ra một lớp sơn phủ chống cháy mới, khi tiếp xúc với nhiệt độ cực cao sẽ biến thành một lớp vỏ cứng chống cháy không cho lửa lan rộng.
Nhóm nghiên cứu do Pingan Song, nhà hóa học tại Đại học Nam Queensland, Springfield, đứng đầu lấy cảm hứng từ dung nham. Trước khi nguội đi và tạo thành đá mácma, dung nham nóng chảy gồm thành phần kim loại và thủy tinh chứa ôxy - không chỉ chịu nhiệt mà còn chảy thành dòng khi bị nung nóng. Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, nó tạo thành một lớp vỏ không cháy ngăn ngọn lửa tiếp cận với vật liệu bên dưới và chống lại sự dẫn nhiệt.
Họ sử dụng ba thành phần để tạo ra lớp sơn phủ chống cháy dưới dạng bột. Đầu tiên là hỗn hợp gồm một số bột oxit kim loại - oxit của nhôm, silic, canxi và natri. Thành phần này bắt đầu tan chảy ở khoảng 350°C (dưới nhiệt độ của hầu hết các ngọn lửa), tạo thành một lớp giống như thủy tinh. Tiếp theo, họ sử dụng các mảnh boron nitride nhỏ, đây là thành phần dễ chảy và sẽ lấp đầy các khoảng trống giữa các oxit kim loại khi lớp thủy tinh hình thành. Cuối cùng, họ thêm một loại polymer chống cháy, có tác dụng như chất kết dính để gắn toàn bộ hỗn hợp với đồ vật hoặc mặt phẳng cần sơn phủ chống cháy.
Khi sử dụng, người dùng hòa tan hỗn hợp bột trong nước thành một dung dịch màu trắng sữa, sau đó phun hoặc sơn phủ lên các bề mặt cần chống cháy (có thể là xốp cứng cách nhiệt, gỗ và thép, v.v...). Trong thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đốt vật liệu đã được sơn phủ dưới nhiệt độ 1.100°C trong 30 giây. Kết quả, lớp phủ tan chảy thành chất lỏng nhớt bao phủ vật liệu, sau đó cứng lại thành một lớp giống như thủy tinh, ngăn không cho lửa lan rộng ra xung quanh.
Lớp sơn phủ chống cháy mới.
Hơn nữa, khi bị đốt, các thành phần trong lớp phủ cũng nhả ra các khí không cháy, chẳng hạn như carbon dioxide. Do đó, lớp phủ càng trở nên dày đặc hơn và tạo thành một lớp vỏ bảo vệ các vật liệu bên dưới, ngăn không cho ngọn lửa tiếp xúc. Nhìn chung, lớp sơn phủ đã bảo vệ gỗ và thép khỏi lửa một cách xuất sắc, theo kết quả nhóm nghiên cứu công bố trên tạp chí Matter.
Nhóm nghiên cứu cho biết, nếu được sơn phủ lên vật liệu xây dựng, lớp phủ mới có thể ngăn những thảm họa như vụ cháy Tháp Grenfell năm 2017 ở London khiến 72 người chết. Lớp phủ mới có hiệu suất cao, không độc hại và dễ ứng dụng, vì thế Song cho rằng đây có thể trở thành kỹ thuật chống cháy ứng dụng rộng rãi ở nhiều công trình. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sớm thương mại hóa kết quả nghiên cứu này, nhưng hiện tại, "đây vẫn chỉ là một báo cáo khoa học", Song lưu ý.
David Schiraldi, nhà hóa học tại Đại học Case Western Reserve, người đã phát triển các chất chống cháy khác, lưu ý rằng thành phần tạo ra lớp phủ này không đắt tiền và không độc hại, vì vậy rất có khả năng sẽ được ứng dụng rộng rãi và “cải thiện an toàn công cộng về lâu dài.”
Nguồn:
Về trang trước
Về đầu trang
