新加坡南洋理工大學團隊（以下簡稱「NTU」）發明了一種可以使木材 「防火」的隱形塗層。讓木材的自然之美大放異彩的同時仍能提供重要的防火屏障。

研究背景

隨著大規模工程木材在建築業的普及，木材面臨的最大挑戰之一是其易燃性。在未經處理的情況下，木頭或木材很容易燃燒和起火。

例如，在1666年的倫敦大火中，倫敦市中心的大部分地區被燒毀，因為木材是建築的主要部分。今天，大多數建築是使用鋼、混凝土和玻璃的組合，所有這些都相對不容易被火燒。

在過去的十年，由於成本較低和施工速度較快，大規模工程木料越來越受歡迎，其生產力提高可達35%。如果木材采自可持續管理的森林，與鋼鐵或混凝土建築相比，它的碳足跡也較低。

目前保護木製建築內部免受火災的做法要求使用防火板（通常是石膏板和鎂質板），或在木材上塗上類似油漆的防火塗料，這兩種做法都掩蓋了木材的天然木紋。

相比之下，NTU開發的新的隱形塗料可以讓木材的自然之美大放異彩。但在被火「激活」時，仍能提供一個火焰屏障。

木構建築自然之美，來源：NTU官網

「防火」木材技術原理

由NTU材料科學與工程學院的Aravind Dasari副教授領導的團隊發明的這種防火塗層只有0.075毫米厚，高度透明，肉眼無法看到。

研發團隊，來源：NTU官網

當被高溫火焰加熱時，會發生一系列複雜的化學反應，導致塗層變成焦炭，膨脹到原來厚度的30多倍。這種焦炭可以防止火燒到下面的木材，正如實驗室測試中顯示的那樣。

Dasari副教授是阻燃材料方面的專家，他解釋道：「大多數木材或木板只有一層透明的外衣，以保護它們不受潮濕、天氣腐蝕、白蟻或害蟲的影響，而不是被設計來承受高熱。因此，木材仍然可以很快燃燒，尤其是在沒有保護的情況下。」

「在我們的塗層中，我們使用技術來鎖定某些化合物，並與樹脂相互作用。它們將以系統的方式積極參加化學反應。暴露在高熱下導致焦炭的形成。這種焦炭是被設計成具有極強的耐熱性，使下面的木材與高熱絕緣。」

焦炭層防火，來源：NTU官網

「防火」木材的前景展望

這項創新通過NTU的創新和企業公司NTUitive進行了技術披露，商業化項目通過NTUitive Gap基金獲得了25萬新元的資助。

NTU副校長（創新與創業）Louis Phee教授認為這項創新是木材建築業的一個革命性的進步。

Phee教授說："利用NTU在材料科學和工程方面的優勢，這是一個基礎研究如何轉化為具有高度影響力的商業應用的例子，因為這種隱形塗層可以提高木材建築的安全性和美觀性，而且幾乎沒有缺點。」

「像這樣的創新是NTU可以提供給那些熱衷於與我們合作的業界人士的，這些技術可以用來創造獨特的產品，確保新加坡在全球市場的競爭力。」

NTU團隊現在正與不同的公司進行許可談判。Venturer Timberwork公司正在積極探索使用這種創新的塗層，以保護他們目前項目中的大規模工程木料元素。

Venturer公司的總經理Kevin Hill先生說：「加強工程木材的抗火能力對於在更多的建築環境中擴大這項技術的應用至關重要。」

「在Venturer公司，像其他大眾木材建築領域的利益相關者一樣，我們相信如果防火性能能夠得到改善，更多的新項目會考慮使用這種新的塗層技術。它有可能減少成本和對其他更昂貴的解決方案的依賴，如使用更厚的木材來增加炭化層，或通過用防火板來封裝木材，這就否定了這種可持續發展和生產性建築技術的美。」

Venturer公司項目，來源：venturertimberwork官網

「防火」木材的未來應用

這種新塗層預計會受到建築業的熱捧，因為木材建築需要滿足監管機構制定的特定建築防火規範。

目前市場上只有少數能同時提供透明度和阻燃性能的產品。目前聲稱具有這兩種特性的產品要麼成本極高，要麼無法通過行業使用的國際標準。

在行業標準測試中，如在第三方認證實驗室進行的單項燃燒項目測試中，NTU研發的塗層達到了最高等級。當暴露在高溫火焰下時，塗層產生的煙霧非常少，能夠防止火焰蔓延。

當刮掉焦炭時，下面的木材仍然完好無損，證明了塗層保護木材的效率。而這一點很重要，因為在發生火災時，建築材料需要具有阻燃性和相對無煙性，以使建築物內人員能夠安全撤離。

在Exactitude Consultancy最近的一份報告中，全球防火塗料行業預計到20293年將增長到10.6億美元的市場。

因此展望未來，Aravind副教授將尋求與行業夥伴合作，測試塗層的有效性和壽命。

Aravind副教授（右三），來源：NTU官網

信息來源：

1. "NTU Singapore invents an invisible coating that turns wood 』fireproof 『" NTU Media Release;

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