趙萬榮

（山西省晉中市太原理工大學(xué)輕紡學(xué)院，山西 晉中 030600）

進(jìn)入21世紀(jì)，能源短缺已經(jīng)成為一個(gè)問題，這是大多數(shù)國(guó)家所關(guān)心的一個(gè)問題，也是世界所面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。隨著人類對(duì)能源的過度消耗，不可再生資源急劇減少，部分國(guó)家的煤炭等不可再生資源已經(jīng)接近匱乏的邊緣，資源利用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也愈發(fā)突出，當(dāng)今能源的高效利用和可再生資源是一個(gè)十分迫切的話題。很多時(shí)候，能源應(yīng)用帶有很強(qiáng)的實(shí)踐性，如何將這些能源儲(chǔ)存起來，然后再釋放，實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，提高能源利用的高效性，大力發(fā)展新型能源材料成為了一個(gè)重要的手段。紡織技術(shù)和材料科技取得了迅猛的發(fā)展，新型紡織材料接踵出現(xiàn)，有利于安全防護(hù)，保護(hù)了作業(yè)勞動(dòng)，是一次新的契機(jī)。部分新型材料已經(jīng)投入到了生產(chǎn)實(shí)踐中，保障了作業(yè)的安全生產(chǎn)，提高了安全防護(hù)的質(zhì)量，有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景，能夠促進(jìn)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，有一定的積極意義。新科技材料出現(xiàn)在安全防護(hù)和勞動(dòng)保護(hù)領(lǐng)域，為社會(huì)帶來了利益，也是出現(xiàn)的新課題。本文選擇了兩種具有典型代表的新型科技材料作為探討的對(duì)象：一種是相變材料，一種是納米紡織材料。探討紡織新材料在職業(yè)安全防護(hù)中的運(yùn)用有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、相變材料

相變材料是一種化學(xué)材料，主要用于貯存能量和釋放能量。變相材料按成本分為無機(jī)變相材料、有機(jī)相變材料和復(fù)合相變材料。這種材料和外界環(huán)境變化有著密切的關(guān)系，能夠隨著環(huán)境的變化而變化，實(shí)現(xiàn)材料本身不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，如：實(shí)現(xiàn)固態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)化和實(shí)現(xiàn)固態(tài)向液態(tài)的轉(zhuǎn)化，在這種狀態(tài)改變過程中，會(huì)釋放大量的能量。在對(duì)該材料實(shí)際作業(yè)過程中，要采用正確的作業(yè)方式，保持與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)平衡。相變材料運(yùn)用在紡織品上，能夠成為性能優(yōu)異的耐熱調(diào)溫產(chǎn)品，這種產(chǎn)品被稱為“智能調(diào)溫紡織品”，該材料是利用相變過程中所產(chǎn)生的大量的熱能，這種熱能能夠形成一種外在的微氣候，縈繞在紡織品周圍，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)節(jié)。這種材料產(chǎn)品能夠針對(duì)周圍不同的溫度變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，自身溫度控制在最佳狀態(tài)。如果周圍的溫度升高了，借助固液狀態(tài)相變所儲(chǔ)存的能量，減少熱量?jī)?nèi)部供應(yīng)，在一定程度上，調(diào)節(jié)了內(nèi)部溫度的升高幅度，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自動(dòng)制冷的效果。如果外界溫度降低時(shí)，該材料能夠通過固液狀態(tài)相變過程更中所儲(chǔ)存的能量，調(diào)節(jié)過低的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紡織產(chǎn)品的保溫。該材料具有優(yōu)異的性能，不僅具有較低的質(zhì)量，節(jié)約成本，而且能夠減少能量的消耗，容易操作等性能。能夠適應(yīng)不同條件下的作業(yè)要求，無論是炎熱的夏季，還是寒冷的冬季，作業(yè)難度較大的管道作業(yè)，還是有色金屬的冶煉過程中，都能看到這種材料的身影，能夠滿足不同作業(yè)崗位人員的需求。目前市場(chǎng)上的任何一種方法都會(huì)產(chǎn)生成本消耗，輕質(zhì)量的產(chǎn)品和過低的能源消耗，在高溫惡劣環(huán)境的影響下，這種材料能夠?qū)ψ鳂I(yè)人員形成一種外在的保護(hù)。隨著相變蓄熱材料的出現(xiàn)，為高溫危險(xiǎn)作業(yè)人員提供了一種保護(hù)性的可能。該材料的一種重要應(yīng)用是在高溫礦井的營(yíng)救救援，能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)這種危害帶來的困難。當(dāng)?shù)V難發(fā)生的時(shí)候，營(yíng)救受困人員的生命成為了工作的重心。對(duì)救生艙的使用有一定的要求，保證受困人員能夠在120小時(shí)以上的生存條件。如果救生艙內(nèi)的溫度持續(xù)上升，需要保障受困人員處于最佳的舒適范圍之內(nèi)，也是保障受困人員的生命時(shí)間，贏得最終的營(yíng)救時(shí)機(jī)。蓄能相變材料能夠從根本上解決這樣的問題。該材料有較低的維護(hù)成本，根據(jù)礦井的不同實(shí)際情況，合理調(diào)整溫度。該材料在平時(shí)的時(shí)候處于固態(tài)的狀態(tài)，不必?fù)?dān)心成本的維護(hù)費(fèi)用，減少了營(yíng)救工作所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。該材料較大的密度能夠保障對(duì)周圍熱量的最大吸收，合理調(diào)控溫度，控制溫度所處的時(shí)間，有較高的換熱效率。該材料占用空間較少，不會(huì)爭(zhēng)奪救生艙內(nèi)的狹小救援空間，為救援人員提供寶貴的空間。

二、納米紡織材料

隨著科技的不斷發(fā)展，納米紡織材料逐漸引起了人們的關(guān)注。納米紡織材料因小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等的影響，產(chǎn)生巨大的變化，形成很特別的功能。和常規(guī)材料相比，該材料有著特殊的防護(hù)功能，該技術(shù)發(fā)展較為迅速，已經(jīng)在多種領(lǐng)域得到了應(yīng)用。納米紡織材料所衍生出來的的紡織材料能夠?qū)棺贤饩€的照射。我們都知道紫外線在輻射過程中會(huì)對(duì)人的身體造成一定的傷害。而納米四氧化三鐵和二氧化硅等等和納米云能夠吸收太陽(yáng)的這種輻射波，這些波容易對(duì)人的身體造成傷害?；瘜W(xué)纖維摻入納米微粒，這種整合后的織物能夠有效的阻擋紫外線的照射。制成的這種紡織材料能夠?qū)敉庾鳂I(yè)人員形成一種外在的防護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)人員的實(shí)際保護(hù)。該材料借助于納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)紡織物的處理，應(yīng)用特殊加工工藝，在該材料表面形成了納米分子層，該納米分子層能夠有效的屏蔽外來的傷害，最終形成了了防液體沾染和防污等功效。所制成的納米紡織材料能夠有效的紡織污染，保護(hù)處于污染環(huán)境作業(yè)中的人員，有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

結(jié)語

材料科學(xué)涉及的學(xué)科種類較多，是一種交叉性的學(xué)科，與現(xiàn)代工程技術(shù)有著密切的聯(lián)系。隨著材料技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)成為了和生物技術(shù)和信息技術(shù)并肩的高新技術(shù)。這些材料只是科學(xué)技術(shù)發(fā)展下的一些局部性運(yùn)用，這些領(lǐng)域在安全防護(hù)方面有較大的現(xiàn)實(shí)意義。材料科學(xué)本身有特殊性，涉及了多種學(xué)科之間的結(jié)合。如何推進(jìn)不同學(xué)科之間研究工作的融合發(fā)展以及在應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，盡快提高這些新材料與新技術(shù)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用水平，并拓展其應(yīng)用范圍，是材料科學(xué)工作者與安全生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)＜颐媾R的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)協(xié)作發(fā)展模式還不成熟，受到各種主客觀因素的影響，新技術(shù)應(yīng)用不充分。當(dāng)前工作的重心是加強(qiáng)對(duì)材料科技的和安全防護(hù)的研究，使產(chǎn)生的科技材料在實(shí)踐中得到充分的利用。材料設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從材料設(shè)計(jì)和激勵(lì)機(jī)制等方面進(jìn)行入手，早日實(shí)現(xiàn)這種發(fā)展。

[1]王盈盈，薛建偉，吳博.有機(jī)相變儲(chǔ)能材料的合成方法及其應(yīng)用[J].化工中間體，2014（08）：13-17.

[2]朱華.紡織新材料新技術(shù)及其在職業(yè)安全防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013（11）：142-146.