科学家发明出比石棉和硅酸铝纤维等传统防火纤维更优异新材料

穿上“防火衣”，烈火中也可“永生”。这种见于古代典籍中的“神奇衣物”犹如一个遥远的神话传说，如今却在中科院上海硅酸盐研究所实验室里初露真容。日前，该所朱英杰研究员带领的科研团队发明了一种能耐火的柔性羟基磷灰石纳米绳。应用这种纳米绳编织出的“防火衣”，要比石棉和硅酸铝纤维等传统防火纤维，具有更高的生物安全性，不危害人体健康，不造成环境污染。

羟基磷灰石，这个名字看上去不知所云，实际上却在每个人身上须臾难离。人体骨骼和牙齿主要由它构成。这种物质耐高温、不燃烧，最大的缺点是硬度太高，“易骨折”、“易牙碎”，想尽办法帮羟基磷灰石“扬长避短”，一直是全球材料科学家们持续探索的前沿科技。经过多年潜心研究，朱英杰团队率先研发出羟基磷灰石超长纳米线，有效解决了羟基磷灰石材料的高脆性难题。

可是，这种名叫“羟基磷灰石超长纳米线”的新材料，柔韧有余，听话不足。科研人员发现它们由于尺寸小，容易团聚，自我“揉成”一团乱麻。“这就很难将其编织成高度有序的结构，形成长纤维。”朱英杰带领团队开始了纳米线的“驯化之旅”——寻找长程有序自组装的新方法。从纳米到微米级，从几百微米到毫米级，再到看得见的宏观尺度......研究人员终于找到了让羟基磷灰石超长纳米线乖乖“排队”的好方法。

其实，研究团队发明的方法非常简单，只需将预先制备好的羟基磷灰石超长纳米线浆料用注射器注入到乙醇中，其余制备过程完全由“自组装”快速自动完成。朱英杰告诉记者，这种方法的突出优点是简便、快速、可控性好、环境友好、易于批量制备，可有效解决羟基磷灰石超长纳米线容易团聚的难题。“目前，所制备纳米绳的编织方向，可以通过注射针头的移动方向来控制，纳米绳的直径可由注射针头的尺寸控制，长度想多长就多长。”

朱英杰告诉记者，区别于传统的高脆性羟基磷灰石材料，由羟基磷灰石超长纳米线制备而成的纳米绳及其织物具有高柔韧性，能经受住任意弯曲折叠甚至锤击等破坏性考验。另外，与传统的石棉和硅酸铝纤维等防火材料相比，羟基磷灰石具有更高的生物安全性，环境友好，不会造成环境污染和危害人体健康，有望应用于新型耐火阻燃纺织品、防火隔离材料、隔热保温材料、特种医用纱布等，例如制作防火衣服等。