“有了想法后，我们先分析了现有防护服的材质。”丁宇介绍道，“防护服中最主要的就是固体浮力材料，此前救生衣的浮力材料主要由聚乙烯泡沫组成，能够在水面漂浮但是难以抵抗火焰的侵袭，并且部分浮力材料重量大，会影响穿着者的活动能力，所以我们想从浮力材料入手。”
于是，丁悦、丁宇等人找到导师——大连理工大学教授翟钢军、马哲，阐述了自己的想法。翟钢军、马哲带领的科研团队主要从事海洋新能源等问题研究，以及海洋固体浮性材料等创新应用。当听到学生们的设想后，翟钢军当即想到可以利用“蛟龙号”载人潜水器的外壳材料——环氧树脂。据介绍，环氧树脂是一种高分子聚合物，具有很强的内聚力，分子结构紧密，所以具有极好的耐热性能和极高的抗冲击性，并且防水、耐腐蚀、耐磨损。“蛟龙号”就是因采用环氧树脂和空心玻璃微珠复合而成的固体浮力材料，才得以在深海“遨游”。但是，传统的环氧树脂质感坚硬，如果穿戴在人身上会导致行动不便，舒适度也大打折扣。“作为人体防护服，不需要有‘蛟龙号’这么高的防护要求，但是需要兼顾舒适性。所以我们就想到将里面的晶体替换成聚氨酯的原料——高生物基双酚化合物，使其在保留一定刚性的同时，内部更加柔软，能够贴合人，达到‘外刚内柔’的效果。”丁宇告诉《中国科学报》。新的问题随之出现——替换材料后的防护衣在阻燃、隔热方面达不到市场要求。为此，翟钢军建议同学们可以去请教中国工程院院士蹇锡高。蹇锡高是我国有机高分子材料专家，长期从事有机高分子材料创新与产业化研究。丁悦等人立马拿着设计方案直奔蹇院士的办公室，刚说完想法和进展，就得到了蹇院士的认可。丁悦回忆道：“蹇院士给我们的问题提供了一个解决方案——可以采用去氢增氮技术，即把氢元素替换成氮元素，能够有效提升隔热效果。”有了院士专家的指导，几个“初生牛犊不怕虎”的学生开始进一步优化设计防护衣的材料，并最终研发合成了新型颗粒增强型固体浮力材料。该材料采用最新的树脂共混增韧技术、高生物基双酚化合物以及电沉积法镀层手段，具有纳米级微珠表面镀层，一个个仅有50微米的小球组合在一起，从表面上看与面粉的颗粒度大小相近，却具备优异的隔热、阻燃性能，相较于传统材料，具有更高的强度和更低的密度。同时，肌群仿生衣体结构设计解决了硬质衣体可能影响人活动的问题，使穿戴更为舒适，保证了避险服的功能和实用性。
来源：大工新闻网 中国科学报
转载自大连理工大学公众号
编辑：求佳喆
审核：孙 挺
大连理工大学创新创业学院
