استفاده از نانوالیاف کربنی به عنوان ماده ضدآتش

محققان مؤسسه استاندارد و فناوری (NIST) آمریکا دریافته‌اند که اضافه نمودن مقادیر کمی از نانوالیاف کربنی به فوم‌های پلی‌اورتان که در برخی مبلمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند آتش‌گیری آنها را نسبت به فوم‌هایی که از تأخیراندازنده‌های معمولی آتش استفاده می‌کنند، تا 35 درصد کاهش دهد.کربن که جزء فعال زغال چوب است، کمتر بهعنوان تأخیراندازنده آتش مورد توجه قرار دارد، اما محققان مؤسسه استاندارد و فناوری (NIST) آمریکا دریافته‌اند که اضافه نمودن مقادیر کمی از نانوالیاف کربنی به فوم‌های پلی‌اورتان که در برخی مبلمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند آتش‌گیری آنها را نسبت به فوم‌هایی که از تأخیراندازنده‌های معمولی آتش استفاده می‌کنند، تا 35 درصد کاهش دهد. بر اساس قانون، تشک‌ها و مبلمان‌هایی که در کالیفرنیا فروخته شده و در اماکن عمومی همانند هتل‌ها و دفاتر کار مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید دارای خاصیت ضدآتش بوده و یا با روکشی از ماده ضدآتش پوشانده شوند تا احتمال آتش‌گیری و آسیب کاهش یافته و هزینه‌ها نیز کم شود. بر اساس آمار سازمان ملی حفاظت از آتش‌سوزی، خسارت ناشی از آتش‌سوزی‌ها در سال 2005 در آمریکا بالغ بر 270 میلیارد دلار بوده است. ده سال پیش محققان NIST دریافتند که نانورس یک افزودنی ضدآتش موثر است، اما آنها به دنبال ماده جایگزین دیگری می‌گشتند، چرا که نانورس نمی‌تواند از ذوب شدن و چکیدن پلی‌اورتان هنگام آتش‌سوزی جلوگیری کند. فوم ذوب شده سرعت آتش‌سوزی را تا 300 درصد افزایش می‌دهد. جف گیلمن، رئیس گروه تحقیقاتی آتش‌گیری مواد در آزمایشگاه ساختمان و آتش‌سوزی می‌گوید: «همچنین این امر موجب ایجاد دود بسیار زیادی می‌شود که سلامتی را تهدید می‌کند». این محققان نانوالیاف کربنی را به فوم پلی‌اورتان اضافه کردند، زیرا می‌دانستند افزودن نانوذرات به یک پلیمر باعث افزایش ویسکوزیته آن شده و بنابراین آن پلیمر به راحتی جریان نمی‌یابد. گیلمن می‌گوید: «نانوالیاف کربنی از چکیدن فوم جلوگیری نموده و سرعت گسترش آتش‌سوزی را کم می‌کند». مطالعات صورت گرفته روی فوم پس از انجام آزمایشات نشان داد که ظاهراً نانولوله‌های کربنی یک شبکه پایدار حرارتی ایجاد می‌کنند که از چکیدن فوم جلوگیری می‌کند. محققان NIST معمولاً از مبلمان برای مطالعه آتش‌گیری استفاده می‌کردند، اما آنها در این مطالعه یک روش در مقیاس کوچک برای بررسی اثر چکیدن و جمع شدن فوم به شکل حوضچه روی میزان آتش‌گیری آن توسعه دادند. نمونه‌های فوم به اندازه برشی از یک نان تُست بوده و با یکی از شش ترکیب نانوالیاف کربنی و رس معمولی تغییر داده شدند. هر نمونه به صورت عمودی روی یک تابه نگه داشته شد و سپس آتش زده شد و مقدار قطرات چکیده اندازه‌گیری شدند. فوم‌هایی که حاوی نانوالیاف کربنی بودند، نچکیدند. گیلمن می‌گوید: «هنوز قیمت نانوالیاف کربنی بسیار بالاتر از افزودنی‌های ضدآتش معمول است، اما چون قیمت در حال کاهش است و مقدار بسیار کمی از ماده مورد نیاز است، به زودی به گزینه‌ای باصرفه و موثر تبدیل خواهند شد».