Các nhà nghiên cứu của Đại học Texas A & M đã phát triển hợp chất chống cháy mới bằng cách sử dụng các vật liệu không độc hại có thể tái tạo trong tự nhiên, có khả năng chống cháy hiệu quả hơn được sử dụng rộng rãi cho một số vật liệu.

Tiến sĩ Jaime Grunlan, giáo sư  Linda và Ralph Schmidt, Khoa cơ khí, Đại học Texas A&M đã dẫn đầu nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Advanced Materials.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công vật liệu tráng phủ có thể cung cấp khả năng chống cháy tốt hơn cho các loại vật liệu bao gồm vật liệu bọc nội thất, hàng dệt và vật liệu cách nhiệt. Ông Grunlan cho biết “Những vật liệu tráng phủ này tạo điều kiện để giảm tính dễ cháy của lớp tráng phủ polyurethane được sử dụng trong nhiều loại đồ nội thất trong các gia đình”.

Dự án là kết quả của sự hợp tác đang diễn ra giữa Tiến sĩ Grunlan và một nhóm các nhà nghiên cứu do Lars Wagberg dẫn đầu tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm, Thụy Điển. Nhóm nghiên cứu này chuyên sử dụng nanocellulose, đã cung cấp cho Tiến sĩ Grunlan các thành phần mà ông cần để bổ sung cho quy trình tráng phủ.

Trong tự nhiên, cả cellulose (thành phần chính của gỗ và các sinh vật biển khác) và cao lanh (một thành phần trong trong đất và đá) đóng vai trò là vật gia cố cơ học cho các cấu trúc của chúng được hình thành. Ông Grunlan nói: “Sự độc đáo trong nghiên cứu này nằm ở việc sử dụng hai vật liệu nano tự nhiên, sợi nano cao lanh và sợi nano cellulose. Theo hiểu biết của chúng tôi, các thành phần này chưa bao giờ được sử dụng để tạo lớp phủ chống nóng hoặc chống cháy như một màng mỏng đa lớp lắng đọng từ nước”.

Những lợi ích đạt được từ việc sử dụng phương pháp này bao gồm khả năng của lớp phủ để tạo ra một rào cản oxy tuyệt vời cho màng nhựa, loại thường được sử dụng để bọc thực phẩm và chống cháy tốt hơn với chi phí thấp hơn so với các phương pháp chống cháy truyền thống mang nhiều chất độc hại khác.

Để kiểm tra lớp phủ, Ông Grunlan và cộng sự đã sử dụng bọt xốp polyurethane linh hoạt – thường được sử dụng trong đệm đồ nội thất –  và cho tiếp xúc với lửa bằng cách sử dụng đèn khò butan để xác định mức độ bảo vệ của các hợp chất được cung cấp. Trong khi bọt xốp polyurethane không được tráng phủ ngay lập tức tan chảy khi tiếp xúc với ngọn lửa, bọt xốp được xử lý bằng lớp phủ ngăn không cho ngọn lửa làm hư hại bề mặt, không tác động được tới lớp xốp bên dưới.

Ông Grunlan cho biết: “Cấu trúc nanobrick của lớp phủ làm giảm nhiệt độ của bọt bên dưới, làm chậm quá trình đốt cháy. Lớp phủ này cũng nhằm mục đích thúc đẩy sự hình thành than cách điện và làm giảm việc giải phóng khói gây ra cháy.”

Khi nghiên cứu hoàn thành, bước tiếp theo của dự án chống cháy tổng thể là chuyển đổi các phương pháp nghiên cứu vào quy mô công nghiệp để thực hiện và phát triển hơn nữa.

Võ Thị Lan Hương