近日，貴州民族大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院左曉玲副教授在國際著名學(xué)術(shù)期刊《先進科學(xué)》（Advanced Science）（中國科學(xué)院1區(qū)Top期刊，影響因子15.1）發(fā)表了題為《 3D打印全天然水凝膠—可實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的阻燃材料》“3D Printed All-Natural Hydrogels: Flame-Retardant Materials Toward Attaining Green Sustainability”的研究性論文。該論文以貴州民族大學(xué)為第一單位。

生物質(zhì)是最大的可再生碳儲存庫，其中糖類化合物產(chǎn)品占比約75%，由于其含有豐富的羥基，因此有利于構(gòu)建阻燃劑或阻燃材料。得益于水的高熱容量和汽化潛熱，水凝膠作為一類具有高吸水性和保水性能的新型防火材料，在煤礦防火和紡織品熱防護等領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。現(xiàn)階段所構(gòu)建的生物基水凝膠主要基于物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、半互穿網(wǎng)絡(luò)和有機/無機二氧化硅雜化網(wǎng)絡(luò)，由于非共價鍵的弱相互作用，該類水凝膠的力學(xué)性能較差。此外，受加工條件的限制，以綠色、高效、可控的方式制造生物基水凝膠，尤其是全生物質(zhì)基水凝膠仍是一個挑戰(zhàn)性的問題。

論文提出將可見光固化3D打印技術(shù)引入全生物質(zhì)基水凝膠的構(gòu)建過程中，通過3D打印技術(shù)提供的高度有序的逐層堆砌效果，賦予了全生物質(zhì)基水凝膠優(yōu)異的阻燃性能、耐高溫性、有利的燃燒特性以及良好的機械強度。相較于現(xiàn)有的各類生物質(zhì)基水凝膠，其極限氧指數(shù)值可達到83.5%，力學(xué)性能可達197.1 KPa。該研究不僅為未來阻燃材料的綠色設(shè)計和精確高效的制備提供了嶄新的視角，也為未來阻燃材料實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展指明了新的方向。

該研究工作得到國家自然基金青年基金（12304482）和貴州省科技計劃重點項目（黔科合基礎(chǔ)ZK[2022] 重點029）的支持。（貴州民族大學(xué)黨委宣傳部供稿）

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