?3? 納米粉末滅火劑的可行性及應(yīng)用前景
? 3．1? 納米粒子的表面效應(yīng)
??? 眾所周知，納米顆粒由于其尺寸的微細(xì)化而具有表面效應(yīng)。表面效應(yīng)就是指納米微粒的表面原子與總原子之比隨著納米顆粒尺寸的減小而大幅度增加。假設(shè)納米微粒為球形，其分子間距為0.3納米，表面電子僅占一層，則表面原子所占的百分?jǐn)?shù)如表1：
??? 表1? 粒子的大小與表面原子數(shù)的關(guān)系
??? 由表可見，對直徑大于100納米的顆粒，表面效應(yīng)可忽略不計。當(dāng)直徑小于10納米時，一方面其表面原子數(shù)激增，而納米微粒的表面原子所處的晶體場環(huán)境及結(jié)合能與內(nèi)部原子不同，存在許多懸空鍵，并具有不飽和性質(zhì)，因而極易與其它原子結(jié)合而趨于穩(wěn)定，所以具有很高的化學(xué)活性；另一方面，納米微粒的比表面積和表面能也得以大大提高。
???? 當(dāng)把傳統(tǒng)干粉滅火劑制成納米粉末滅火劑，在滅火過程中，粉末與火焰接觸面積就會大大增加，粉末對自由基的吸附能力和選擇性能也將大大提高，從而大大提高了滅火效率。
? 3．2? 納米粉末滅火劑發(fā)展中存在的問題及其解決方法
??? 雖然納米粉末滅火劑性能優(yōu)異，具有極好的應(yīng)用前景，但在大規(guī)模生產(chǎn)與實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，限制了納米粉末滅火劑的推廣與應(yīng)用。這些問題主要有：
??? (1)制備工藝復(fù)雜：傳統(tǒng)物理粉碎技術(shù)制得的粉末粒徑尺寸最小可達(dá)微米級，但對于納米顆粒，它就無能為力了。而其它一些納米材料制備方法，如物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠——凝膠法等，制備工藝過程過于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。但經(jīng)廣大科技工作者的不懈努力，其它制備納米材料的方法又被發(fā)現(xiàn)了，其中氣流粉碎和噴霧干燥技術(shù)的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)納米粉末生產(chǎn)的規(guī)?；峁┝丝赡埽矠榧{米粉末滅火劑的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
??? (2)納米粒子的不穩(wěn)定性：Belloni曾指出，4個原子以上的銀原子簇具有抓取電子的能力從而長大為銀顆粒，而4個銀原子以下的團(tuán)簇則具有給電子的性質(zhì)，自身被氧化為更小團(tuán)簇。這就是說，當(dāng)顆粒變小，尤其是達(dá)到納米量級時，顆粒已不再是一個惰性體，而是一個能供給電子和抓取電子的物體，是一個化學(xué)活性物質(zhì)。由于納米微粒結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，其表面很復(fù)雜，嚴(yán)重的表面原子缺乏，因此其化學(xué)活性很高；又由于納米微粒巨大的表面能，使納米微粒極易聚合，形成軟團(tuán)聚或硬團(tuán)聚。納米粉體的高的化學(xué)活性和表面能嚴(yán)重地影響了納米粉末滅火劑在貯存、使用過程中的穩(wěn)定性、分散性和流動性，因而也限制了納米粉末滅火劑的發(fā)展。但這一問題可通過粉體表面改性處理而得到解決。納米粉體表面改性就是針對納米粒子的不穩(wěn)定性實(shí)施的，通過對其表面進(jìn)行物理或化學(xué)改性，可獲得穩(wěn)定、單分散且具有良好分散性的納米粒子。
??? (3)生產(chǎn)成本高：目前，由于納米粉體制備工藝較為特殊、復(fù)雜，制得的納米顆粒還需進(jìn)行表面改性處理，因此納米粉末滅火劑的生產(chǎn)成本大大高于普通干粉滅火劑，這也是限制納米粉末滅火劑發(fā)展的一個原因。
4? 納米粉末滅火劑的應(yīng)用前景
??? 哈龍滅火劑是一種性能極好的滅火劑，但它也是造成大氣臭氧層嚴(yán)重破壞的罪魁禍?zhǔn)字?。早?987年，43國簽訂《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》時首批就對哈龍滅火劑提出了控制時間表；1997年9月蒙特利爾締約方會議又對淘汰哈龍滅火劑的時間進(jìn)行了修改和調(diào)整。
??? 表2? 淘汰哈龍時間表
?? 目前，在世界范圍內(nèi)掀起了淘汰哈龍滅火劑的環(huán)保運(yùn)動。我國計劃在2005年全面淘汰哈龍1211，2010年淘汰哈龍1301。因此，開發(fā)能夠完全替代哈龍滅火劑的新型滅火劑，就成了國際消防科技領(lǐng)域最熱門的研究課題之一，但縱觀目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，短期內(nèi)還很難找到一種能夠?yàn)槿藗兺耆邮艿墓執(zhí)娲?，而納米粉末滅火劑以其優(yōu)異的性能，在眾多哈龍?zhí)娲分芯哂泻軓?qiáng)的競爭優(yōu)勢。
5? 結(jié)語
???? 納米粉末滅火劑給傳統(tǒng)滅火劑行業(yè)帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，相信在科技工作者的努力下，納米粉末滅火劑必將以其優(yōu)異的性能在眾多滅火劑中成為一顆耀眼的新星!