近日，我校材料科学与艺术设计学院王喜明教授、王哲副教授团队在多功能防火涂层与火灾预警交叉领域取得重要创新成果，在工程技术领域一区 TOP 期刊《Chemical Engineering Journal》发表题为“A skin-inspired dual-layer multifunctional fire-resistant nanocoating for sensitive, ultra-durable, and fire early warning” 的研究论文。该研究聚焦于新型防火防护材料领域，成功开发出集可靠火灾预警、高效阻燃与智能自修复等多重功能于一体的高性能智能防火涂层，不仅显著提升了火灾防护的综合效能，也为这类多功能防火涂料的合理设计、可控制备与实际工程应用提供了全新的理论依据与技术思路。硕士研究生王相凯为论文第一作者，王喜明教授、王哲副教授为通讯作者，我校为第一完成单位。

火灾防控始终是公共安全防护领域人类急需攻克的重大难题。数十年以来，各类电子式火灾报警传感器逐步普及，在前置火情监测发挥了至关重要的防控作用。近几年，基于氧化石墨烯纳米片构筑阻燃和预警一体化的防火涂层是一大研究热点。然而，现有的研究和应用在阻燃、预警响应和自修复等性能上难以做到同时兼顾。基于上述行业痛点，团队开发了集可靠火灾预警、阻燃、抑烟与自修复功能于一体的高性能多功能智能纳米涂层，提供了富有创新性的实践案例。

图1 涂层的结构和功能示意图和横截面扫描电镜图像

针对上述挑战，本研究受皮肤启发，以木材作为可燃基材。首先在木材上构建了壳聚糖（CS），然后在此基础上构建了GO和羧基化纤维素(TOCNs)预警层，实时监测外界温度变化，有效预警火灾风险，最后在GO/TOCNs预警层上构建聚磷酸铵（APP）阻燃层，成功构建多功能智能纳米涂层（PC/T-GO）。该涂层具有准确的感温性能，燃烧时能在2 s触发火灾报警，有利于逃生和救援。同时具有优异的阻燃和自修复性能。

图2 涂层的火灾预警性能

图3 涂层的阻燃性能

图4 涂层的自愈性能

该研究不仅解决了传统火灾预警防火材料阻燃抑烟性能与传感报警性能难以兼顾、高温稳定性差、综合适配性弱等问题，还构筑了兼具氢键协效、自修复功能的双层防火预警涂层体系，为建筑防火防护、智能火情监测、木质基材长效阻燃防护等领域提供了集预警、阻燃、抑烟、自修复于一体的多功能防火材料改性利用开辟了全新路径。研究成果得到了国家自然科学基金[32101455]、内蒙古自然科学基金[2025MS03147]、内蒙古自治区教育厅一流学科研究专项[YLXKZX-NND-059、YLXKZX-NND-011]以及内蒙古农业大学基本科研业务费[BR22-12-01]的资助和支持。