汤龙程教授和宋平安教授的最新综述论文：智能阻燃预警材料与传感器

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近日，杭州师范大学汤龙程教授在国际顶级期刊《Materials Science and Engineering R: Reports》上发表了题为“Smart fire-warning materials and sensors: Design principle, performances, and applications ”的综述性文章（IF=33.667）。论文的共同第一作者为吕灵瑜（杭州师范大学硕士研究生）、曹承飞（南昆士兰大学博士研究生）和屈永祥（杭州师范大学硕士研究生），共同通讯作者为汤龙程教授与澳大利亚南昆士兰大学宋平安教授。
        易燃材料的火灾风险防控是一个全球性的挑战，常以突发性、难以预测性、毁灭性的灾难给人类造成重大人员伤亡和经济损失，乃至造成严重的环境破坏。随着气候不断变暖，室外火灾风险防控（如森林防火、高层建筑防火）未来可能会变得愈加困难。目前，火灾防控策略主要包括被动的阻燃防火和主动的火灾报警，但均存在一些瓶颈问题亟待解决。例如，含卤阻燃剂仍存在环境危害性、有毒气体释放、阻燃与力学冲突等问题，而现有的火灾报警传感如烟雾报警器也存在响应时间长、无法早期预警、不适用于室外复杂环境等问题。实际上，主动火灾报警和被动的绿色阻燃同等重要。因此，发展兼具主被动一体化的阻燃预警材料与智能传感器是未来火灾安全领域的重要发展方向之一。
       2018年，汤龙程团队创制了主被动一体化的新型阻燃预警有机硅/氧化石墨烯（GO）纳米复合涂层（ACS Nano, 2018, 12, 416-424），并构建出新型的电阻型智能火灾预警传感器，具有快速的火焰探测响应（<3 秒）、灵敏的早期预警信号（低于大多易燃材料的着火点温度）以及可靠的室外环境适用性，为易燃材料的火灾安全与预防开辟了一个新的方发展方向。近五年以来，新型智能火灾预警材料体系及其智能传感器系统引起广泛的研究兴趣，材料体系由GO拓展到碳纳米管、生物质材料、MXene、Fe3O4等金属氧化物、形状记忆分子、热电材料、热致变色分子等新材料体系，相关火灾预警作用机制多元化方向发展，材料类型也逐步由涂层延展到薄膜、气凝胶、纤维等类型，呈现出快速的发展态势。

图2. 传统火灾探测和监测系统(烟雾报警器和热探测器)及其局限性，以及新兴智能火灾预警材料与智能传感器系统：(i)温度触发的敏感电阻转换，(ii)热激活电转换/相变，(iii)温度触发的

       本篇综述围绕阻燃报警材料与传感器，系统介绍了被动的阻燃方法和主动的火灾报警传感技术的现状和存在的问题，总结分析了新一代的互补型智能火灾报警材料与传感器的特点与关键性能，深入讨论了智能预警材料的概念设计、制备、性能表征及其工作机制，介绍了目前各种火灾预警传感材料及智能传感器的应用现状，并对火灾报警材料和传感器的未来发展前景和挑战进行了总结与分析。
      《Materials Science and Engineering R: Report》是材料科学和应用物理领域的国际著名综合性期刊，主要发表相关领域内当前研究热点与重要进展、材料的工程应用趋势、以及未来的发展前景等。每年发表论文20篇左右，对工程技术与材料科学领域的发展具有重要的引领作用。本文得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、杭州市科技计划等项目的支持。
        论文信息：Ling-Yu Lv, Cheng-Fei Cao, Yong-Xiang Qu, Guo-Dong Zhang, Li Zhao, Kun Cao, Pingan Song, Long-Cheng Tang. Smart fire-warning materials and sensors: Design principle, performances, and applications. Materials Science & Engineering R, 2022, 150, 100690.
        论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2022.100690
          文章来源：杭州师范大学
        汤龙程，男，1980年2月生，研究员，硕士生导师。2011年7月加入杭州师范大学有机硅化学及材料技术教育部重点实验室，主要从事聚合物基纳米复合材料的基础理论研究和应用研究。已在Carbon，Journal of Materials Chemistry A，Composites Science and Technology，Composites Part A，Polymer等杂志上发表学术论文20余篇，先后主持和参与了国家自然科学基金、浙江省重大科技专项、浙江省省级重点企业研究院青年科学家培养计划项目、浙江省自然科学基金，浙江省教育厅科研项目和企业合作项目等近10多项；已申请国际专利和中国专利8项，其中已授权2项；部分研究成果与合作企业实现了技术转化，并于2013年入选“浙江省青年科学家培养计划”第一批签约人选；2014年度入选浙江省151人才工程培养人员（第三层次）。