Page 82 - 《精细化工》2022年第10期

第 39 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.39, No.10
2022 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2022

综论
MXene 在火灾预警传感器中的应用研究进展

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金 旭 ，汪 滨 1,2,3* ，丁姗姗 ，马佳瑜 ，赵婉伶 ，张秀芹 1,2,3
（1. 北京服装学院 材料设计与工程学院，北京 100029；2. 北京服装学院 服装材料研究开发与评价北
京市重点实验室，北京 100029；3. 北京服装学院 北京市纺织纳米纤维工程技术研究中心，北京 100029）

摘要：火灾预警系统的核心之一是新型传感材料。MXene 及其衍生物具有较高的导电率和超大的比表面积、独
特的温敏性及气敏性，可实现对早期火灾的快速可靠预警，因此，在火灾预警传感器领域具有广泛的应用前景。
该文首先回顾了温敏型 MXene 基火灾预警器的预警机制及其纸类与涂层类器件在火灾预警领域的发展现状；随
后，介绍了气敏型 MXene 基火灾预警器的预警机制及国内外近年来 MXene 及其衍生物在 NH 3 、NO 2 、CO 等气
体检测的研究进展。重点总结了 MXene 在火灾预警领域高性能化、多功能化的发展趋势，并对 MXene 基火灾
预警器后续发展趋势进行了展望。最后，指出未来 MXene 基火灾预警器应通过开发新型 MXene 基敏感材料以
进一步缩短其响应触发时间、提高火灾预警的快速性与准确性，并考虑赋予器件自修复性、电磁屏蔽性、疏水
性等多功能性，同时将其与物联网联动实现智能消防，使其更适合复杂环境和实际工程应用。
关键词：MXene；二维材料；火灾预警；传感器；阻燃性能
中图分类号：TB34；TB381 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 10-2016-12

Application and research progress of MXene in early fire warning sensors

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JIN Xu , WANG Bin 1,2,3* , DING Shanshan , MA Jiayu , ZHAO Wanling , ZHANG Xiuqin 1,2,3
（1. School of Materials Design & Engineering, Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029, China;
2. Beijing Key Laboratory of Clothing Materials R & D and Assessment, Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing
100029, China; 3. Beijing Engineering Research Center of Textile Nano Fiber, Beijing Institute of Fashion Technology,
Beijing 100029, China）
Abstract: The core of fire warning system is new sensing materials. MXene and its derivatives, with high
electronic conductivity, large specific surface area, and unique temperature and gas sensitivity, could realize
fast and reliable early fire warning, which leads to their great application potential in early fire warning
sensors. Herein, the early warning mechanism of temperature-sensitive MXene-based fire alarms and the
status quo of paper type and coating layer type sensors were firstly reviewed, followed by summarization on
the early warning mechanism of gas-sensitive MXene-based fire alarms and the development status of
MXene and its derivatives in NH 3, NO 2, CO, and other gas detections with emphasis on the research progress
of MXene-based fire warning sensors in high-performance and multifunctional fire warning system.
Meanwhile, the future development trend of MXene-based fire warning sensors was also discussed, which
pointed out that the future MXene-based fire warning sensors should be optimized through new
MXene-based sensitive material development to reduce their response time, improve the rapidity and
accuracy, and explore device self-healing, electromagnetic shielding, hydrophobic and other multifunctional
features, and through linkage with the internet of things to achieve intelligent fire warning and further make
them more suitable to be used in complex environment and practical engineering field in the future.
Key words: MXene; two-dimensional materials; fire early warning; sensor; flame retardancy

近年来，由于高层建筑的增加和聚合物材料的 广泛使用，火灾隐患变得越来越突出。火灾通常会

收稿日期：2022-04-04; 定用日期：2022-06-24; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220312
基金项目：国家自然科学基金项目（52103069，52173027）；国家级大学生创新创业训练计划项目（2022100120003X）；北京学者计
划项目（RCQJ20303）；北京市教育委员会科技计划项目（KM201910012010）；北京市教委-市自然基金委联合资助项目（22JB0025）
作者简介：金 旭（1999—），男，硕士生，E-mail：jinxu6239@163.com。联系人：汪 滨（1987—），男，副教授，E-mail：20150010@bift.edu.cn。