Page 91 - 《精细化工》2022年第10期
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第 10 期 金 旭，等: MXene 在火灾预警传感器中的应用研究进展 ·2025·
便于远程传输火灾信号。当检测到异常温度时，该 器，从而更快速高效地灭火（如图 11 所示）。未来，
预警传感器可通过物联网系统扩展火灾预警半径； 这种智能火灾预警纸有望用于室内火情和其他需要
在系统发出危险警告的同时，也可以远程启动灭火 早期火灾探测和预警的领域。
图 11 从火灾信息采集到信号转换和 Wi-Fi 无线传输示意图 [32]
Fig. 11 Schematic of wireless conversion from fire information to Wi-Fi signal for remote monitoring fire alarm process [32]
灭火具有重要意义。主要考虑通过使用新型阻燃预
4 结束语 警功能材料复合、先进的材料制备技术和优化器件
结构来实现；（2）MXene 基火灾预警器的基体大多
随着近年来高层建筑的增加和聚合物材料的广
为聚合物，如何实现器件同时具有优异的阻燃性及
泛使用，火灾隐患问题变得越来越突出。火灾预警
短的触发时间是不可忽视的问题，因此，根据 MXene
系统必须尽可能缩短预警时间，同时需要具备超高
的温度/气体响应机制和阻燃机理选择合适的材料
的检测灵敏度，以求实现超早期火灾探测预警。本
体系尤为重要；（3）为提高 MXene 基火灾预警器的
文综述了新型 MXene 基火灾预警传感材料及器件
实用价值，考虑赋予器件自修复性、电磁屏蔽性、
的类型、预警机制及研究现状。对比两种温敏型
疏水性等多功能性，不断拓展其应用领域；（4）进
MXene 基火灾预警器，MXene 阻燃预警纸柔性好、
一步探明 MXene 基火灾预警器的预警机制及调控
更适合多次循环使用、安全稳定性高，但是其响应
机制，可有效推动高性能化和智能化火灾预警技术
时间仍需进一步加快；而 MXene 基涂层类火灾预警
的发展；（5）已有的 MXene 基火灾预警器大多为单
器的研究已较全面，通过在材料表面形成一层预警
个独立器件，虽具有一定的预警功能，但仍不是一
涂层，能够在火灾早期、甚至在火灾发生前对其进
个完整的系统，可考虑将火灾预警传感器与物联网
行预警，不但响应速度极快，而且适合大批量工业
联动，使其能够在智能家居和公共安全领域中有效
化生产，具有良好的应用前景，是火灾预警传感器
且稳定的工作，实现智能消防。
领域未来的重点发展方向之一。气敏型 MXene 基火
在 MXene 材料问世的十年里，在其设计、制备、
灾预警器由于 MXene 材料优异的气敏性和吸附选
以及使用等方面都得到了很大的进展。目前，MXene
择性，其对火灾不同阶段的特征性气体及危险爆炸
材料已在火安全领域中呈现出了巨大的活力，同时
可燃气体都有很好的传感响应特性，从而极大地提
随着新材料领域的不断进步，其研究手段将会不断
高了早期火灾预警的灵敏度和有效性，在火灾预警
完善。可预料的是，这种二维材料在火灾预警系统
传感器领域展现出巨大的潜力。
领域中的发展前景非常光明。
与现有传统火灾预警器相比，基于 MXene 材料
的火灾预警器能通过设计电路实现自动断电保护， 参考文献：
并有效解决传统火灾预警器响应较慢、信号传递不 [1] CHU Y Y, ZHANG H, SHEN S F, et al. Development of a model to
generate a risk map in a building fire[J]. Science China Technological
及时等问题，更适用于复杂环境的火灾预警。综合
Sciences, 2010, 53(10): 2739-2747.
考虑火灾预警器的实际应用情况，未来 MXene 基火 [2] YUAN B H (袁必和), CAO C R (曹承然). Research progress on the
graphene-based fire alarm sensor[J]. Journal of Safety and
灾预警器应重点关注以下几点：（1）MXene 基火灾 Environment (安全与环境学报), 2021, 21(4): 1490-1495.
预警器的快速响应性和准确性仍需提高，若能将响 [3] XIE H L (谢华理). Preparation and properties of pearl shell like
flame retardant nano coating with fire early warning function[D].
应触发时间降至 1 s 以下，其对于火灾逃生及快速 Guangzhou: South China University of Technology (华南理工大学),
