“安全是發(fā)展的前提，發(fā)展是安全的保障。”近年來，陜煤研究院持續(xù)強(qiáng)化企業(yè)科技創(chuàng)新主體地位，注重把事故預(yù)防作為科技創(chuàng)新助力安全發(fā)展的主攻方向，把科技進(jìn)步作為促進(jìn)安全發(fā)展的重要支撐。

陜煤研究院納米吸能材料研發(fā)團(tuán)隊自2013年組建以來，先后突破納米吸能材料機(jī)理研究、材料工藝開發(fā)，攻克吸能材料卡脖子技術(shù)，搭建了千噸級納米吸能材料生產(chǎn)線，同時根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求，利用材料工程、表面工程等技術(shù)對納米吸能材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在典型碰撞防護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，逐漸完成道路交通、健康防護(hù)、特殊領(lǐng)域的產(chǎn)品化開發(fā)及市場化應(yīng)用，加快實現(xiàn)科研創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化。

科技引領(lǐng) 納米科技助力安全發(fā)展顯威力

陜煤研究院納米吸能材料研發(fā)團(tuán)隊研發(fā)的高性能納米吸能材料，能量吸收密度可以達(dá)到60J/g以上，是現(xiàn)有吸能材料性能的幾十甚至幾百倍以上。這種材料像一塊多孔的液體“海綿”，一旦遭受外力撞擊，便會將沖擊力瞬時“吸附”進(jìn)入孔道，在微觀受限空間中完成多相力學(xué)響應(yīng)及能量轉(zhuǎn)換，大大降低外力沖擊。與傳統(tǒng)材料相比，納米材料具有更大的比表面積和更高的表面能量，通過尺寸效應(yīng)可以調(diào)控組分、結(jié)構(gòu)和形貌來實現(xiàn)多種功能。研發(fā)團(tuán)隊將納米材料與安全防護(hù)有機(jī)結(jié)合，運用新技術(shù)補(bǔ)齊安防短板，為維護(hù)和塑造行業(yè)安全提供強(qiáng)大的科技支撐。

新型納米吸能材料及其封裝模塊

新型納米基層材料的創(chuàng)新研發(fā)、納米吸能柔性橋墩防護(hù)裝置的成功安裝、新型納米吸能座椅的順利推廣……隨著一個個項目的順利完成，納米材料在支撐安全生產(chǎn)、安全防護(hù)等方面邁出了堅實步伐。

創(chuàng)新攻關(guān) 納米材料持續(xù)研發(fā)

目前，研發(fā)團(tuán)隊圍繞納米吸能材料已開展多個科研項目及對外服務(wù)項目，累計申請技術(shù)專利77項，發(fā)表高水平論文19篇，編制中國煤炭工業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)4項，形成了以“納米吸能材料”為核心的知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)矩陣，團(tuán)隊榮獲2015年“陜西省重點科技創(chuàng)新團(tuán)隊”。2022年12月“副斜井無軌膠輪車失速防護(hù)材料研發(fā)與技術(shù)應(yīng)用”獲得中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎；2023年5月“納米吸能防護(hù)材料研發(fā)與技術(shù)應(yīng)用推廣”獲得陜西石化科技獎一等獎。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會鑒定專家組在“副斜井無軌膠輪車失速防護(hù)材料研發(fā)與技術(shù)應(yīng)用”項目鑒定時指出，陜煤研究院研發(fā)的新型納米吸能材料具有能量吸收密度高、響應(yīng)速度快等特點，可以開發(fā)多種創(chuàng)新安全防護(hù)裝置在諸多場景中使用，該項技術(shù)成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，建議加大推廣應(yīng)用。

脫穎而出 重點產(chǎn)品持續(xù)突破

研發(fā)團(tuán)隊緊跟國家發(fā)展戰(zhàn)略和行業(yè)需求，與企業(yè)安全發(fā)展和健康防護(hù)的重點需求密切對接，主攻納米吸能材料的研究與應(yīng)用，解決了安全防護(hù)領(lǐng)域中重大科學(xué)和工程問題，目前已經(jīng)形成20多種產(chǎn)品應(yīng)用在道路交通、健康防護(hù)及特殊領(lǐng)域等。

其中納米吸能柔性橋墩防護(hù)裝置是一種可以附著在橋墩上的防護(hù)設(shè)施，利用復(fù)合材料殼體的高強(qiáng)度為裝置提供整體支撐，內(nèi)部填充高耗能納米吸能材料，提供穩(wěn)定的變形機(jī)制，有效解決傳統(tǒng)防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易腐蝕等問題，能夠有效抵御自然災(zāi)害和人為破壞。其獨特的模塊化設(shè)計使得安裝簡便，無需特殊工具。該套柔性橋墩防護(hù)裝置已于2023年6月在西安灞河藍(lán)田段大寨橋完成示范安裝，為橋墩安全防護(hù)套上了“金鐘罩”、穿上了“鐵布衫”。

納米吸能柔性道路橋梁防護(hù)裝置現(xiàn)場施工圖

納米吸能道路安全防護(hù)設(shè)施是研發(fā)團(tuán)隊針對車輛撞擊的高危路段，采用多級耗能、剛?cè)峤Y(jié)合、協(xié)同防撞的先進(jìn)理念研發(fā)的一種高耗能防護(hù)裝置。整套裝置通過了國家交通運輸部SA和SB級(公路交通護(hù)欄等級)測試，于2019年4月在316國道漢中2195段老丈溝安裝，有效提升了道路交通的安全防護(hù)水平。

納米吸能道路安全防護(hù)設(shè)施現(xiàn)場施工圖

為系統(tǒng)性解決礦井無軌膠輪車失速防護(hù)問題，成功開發(fā)出納米吸能礦井行車安全防護(hù)系列裝置。該套裝置結(jié)合礦井實際情況，先后攻克阻燃抗靜電納米吸能材料開發(fā)、礦井全巷道模擬、防護(hù)裝置模擬、實車碰撞試驗等關(guān)鍵技術(shù)，最終設(shè)計出“高效、安全、環(huán)保、綠色”的納米礦井行車安全防護(hù)系統(tǒng)裝置。測試結(jié)果表明，相關(guān)裝置的防護(hù)性能最高提升了40%以上。目前該系列裝置已經(jīng)在陜煤集團(tuán)曹家灘煤礦、小保當(dāng)?shù)V井、張家峁礦井、楊伙盤礦井等多個集團(tuán)內(nèi)外煤礦中應(yīng)用，有望形成安全防護(hù)領(lǐng)域中新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

納米吸能礦井行車安全防護(hù)系列部分裝置在曹家灘和小保當(dāng)?shù)陌惭b實景圖

開拓多元 核心技術(shù)持續(xù)革新

研發(fā)團(tuán)隊聚焦納米材料構(gòu)建核心材料集群，打造安全防護(hù)專利技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)矩陣，形成高科技基礎(chǔ)材料、高性能高附加值產(chǎn)品。

新型納米基層材料創(chuàng)新研發(fā)，是在煤矸石中添加納米活性激發(fā)材料，采用納米技術(shù)使煤矸石表面形成致密的微觀結(jié)構(gòu)，不僅提高材料抗水性，減少水分滲透，而且可以提高材料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，減少路面沉陷和開裂的風(fēng)險，在不同等級的公路路況下都能發(fā)揮良好的效果。同時可以充分利用各類固廢資源，減少了對傳統(tǒng)石料的開采，降低對環(huán)境的影響。

新型環(huán)保納米基層材料固廢利用項目施工現(xiàn)場

納米吸波材料完成材料開發(fā)，正在積極進(jìn)行產(chǎn)品送樣及對接下游客戶。它是一種納米多孔金屬粒子復(fù)合電磁波吸收材料，通過改變金屬離子種類、含量，反應(yīng)體系pH值等，可實現(xiàn)金屬拓?fù)渑湮唤Y(jié)構(gòu)的有效設(shè)計和可控調(diào)節(jié)，從而增強(qiáng)介孔磁性碳材料的阻抗匹配及多損耗協(xié)同效應(yīng)，提高吸波性能。合成得到的微球形貌納米吸波材料，這種大頻帶寬度和優(yōu)異的吸波強(qiáng)度在特殊領(lǐng)域具有優(yōu)異的應(yīng)用效果。

市場導(dǎo)向 以納米科技支撐安全發(fā)展新天地

陜煤研究院納米吸能材料研發(fā)團(tuán)隊突破傳統(tǒng)吸能材料的桎梏，在多個領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，攻克技術(shù)難題，創(chuàng)新推出新型納米吸能道路防護(hù)產(chǎn)品、礦井行車安全防護(hù)系統(tǒng)、納米吸能防護(hù)服、納米吸能安全帽、納米吸能座椅等多項核心技術(shù)應(yīng)用專利產(chǎn)品，其中礦井系列安全防護(hù)產(chǎn)品的示范安裝、良好運行獲得了業(yè)主的一致好評，實現(xiàn)了行業(yè)內(nèi)的多個首創(chuàng)，占據(jù)了市場主導(dǎo)權(quán)也引領(lǐng)了行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，累計銷售收入超億元。

“我們將繼續(xù)圍繞納米材料、納米技術(shù)、裝置開發(fā)、應(yīng)用場景等方面加大創(chuàng)新創(chuàng)效力度，在道路交通、健康防護(hù)、特殊領(lǐng)域等方向深度布局，將科技與安全集成，以納米科技助力集團(tuán)公司產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級高質(zhì)量安全發(fā)展?！标兠貉芯吭杭{米吸能材料研發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人李茂慶博士說。

陜煤研究院將緊密圍繞以科技創(chuàng)新助力集團(tuán)公司安全發(fā)展為己任，加速納米材料相關(guān)科研成果的轉(zhuǎn)化與推廣應(yīng)用，努力拓展“核心材料+專利技術(shù)產(chǎn)品+市場開拓”的創(chuàng)新型產(chǎn)品開發(fā)新模式，持續(xù)做好材料技術(shù)開拓、產(chǎn)品開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)布局工作，努力打造成為納米材料及安全防護(hù)產(chǎn)業(yè)“鏈主”及“專精特新”獨角獸企業(yè)，為集團(tuán)公司產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級安全高效發(fā)展保駕護(hù)航。