“安全是发展的前提，发展是安全的保障。”近年来，陕煤研究院持续强化企业科技创新主体地位，注重把事故预防作为科技创新助力安全发展的主攻方向，把科技进步作为促进安全发展的重要支撑。

陕煤研究院纳米吸能材料研发团队自2013年组建以来，先后突破纳米吸能材料机理研究、材料工艺开发，攻克吸能材料卡脖子技术，搭建了千吨级纳米吸能材料生产线，同时根据不同应用领域的要求，利用材料工程、表面工程等技术对纳米吸能材料进行优化设计，在典型碰撞防护结构的应用中，逐渐完成道路交通、健康防护、特殊领域的产品化开发及市场化应用，加快实现科研创新成果的产业化。

科技引领 纳米科技助力安全发展显威力

陕煤研究院纳米吸能材料研发团队研发的高性能纳米吸能材料，能量吸收密度可以达到60J/g以上，是现有吸能材料性能的几十甚至几百倍以上。这种材料像一块多孔的液体“海绵”，一旦遭受外力撞击，便会将冲击力瞬时“吸附”进入孔道，在微观受限空间中完成多相力学响应及能量转换，大大降低外力冲击。与传统材料相比，纳米材料具有更大的比表面积和更高的表面能量，通过尺寸效应可以调控组分、结构和形貌来实现多种功能。研发团队将纳米材料与安全防护有机结合，运用新技术补齐安防短板，为维护和塑造行业安全提供强大的科技支撑。

新型纳米吸能材料及其封装模块

新型纳米基层材料的创新研发、纳米吸能柔性桥墩防护装置的成功安装、新型纳米吸能座椅的顺利推广……随着一个个项目的顺利完成，纳米材料在支撑安全生产、安全防护等方面迈出了坚实步伐。

创新攻关 纳米材料持续研发

目前，研发团队围绕纳米吸能材料已开展多个科研项目及对外服务项目，累计申请技术专利77项，发表高水平论文19篇，编制中国煤炭工业协会团体标准4项，形成了以“纳米吸能材料”为核心的知识产权研发矩阵，团队荣获2015年“陕西省重点科技创新团队”。2022年12月“副斜井无轨胶轮车失速防护材料研发与技术应用”获得中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖；2023年5月“纳米吸能防护材料研发与技术应用推广”获得陕西石化科技奖一等奖。

中国煤炭工业协会鉴定专家组在“副斜井无轨胶轮车失速防护材料研发与技术应用”项目鉴定时指出，陕煤研究院研发的新型纳米吸能材料具有能量吸收密度高、响应速度快等特点，可以开发多种创新安全防护装置在诸多场景中使用，该项技术成果达到国际先进水平，建议加大推广应用。

脱颖而出 重点产品持续突破

研发团队紧跟国家发展战略和行业需求，与企业安全发展和健康防护的重点需求密切对接，主攻纳米吸能材料的研究与应用，解决了安全防护领域中重大科学和工程问题，目前已经形成20多种产品应用在道路交通、健康防护及特殊领域等。

其中纳米吸能柔性桥墩防护装置是一种可以附着在桥墩上的防护设施，利用复合材料壳体的高强度为装置提供整体支撑，内部填充高耗能纳米吸能材料，提供稳定的变形机制，有效解决传统防护装置的结构复杂、易腐蚀等问题，能够有效抵御自然灾害和人为破坏。其独特的模块化设计使得安装简便，无需特殊工具。该套柔性桥墩防护装置已于2023年6月在西安灞河蓝田段大寨桥完成示范安装，为桥墩安全防护套上了“金钟罩”、穿上了“铁布衫”。

纳米吸能柔性道路桥梁防护装置现场施工图

纳米吸能道路安全防护设施是研发团队针对车辆撞击的高危路段，采用多级耗能、刚柔结合、协同防撞的先进理念研发的一种高耗能防护装置。整套装置通过了国家交通运输部SA和SB级(公路交通护栏等级)测试，于2019年4月在316国道汉中2195段老丈沟安装，有效提升了道路交通的安全防护水平。

纳米吸能道路安全防护设施现场施工图

为系统性解决矿井无轨胶轮车失速防护问题，成功开发出纳米吸能矿井行车安全防护系列装置。该套装置结合矿井实际情况，先后攻克阻燃抗静电纳米吸能材料开发、矿井全巷道模拟、防护装置模拟、实车碰撞试验等关键技术，最终设计出“高效、安全、环保、绿色”的纳米矿井行车安全防护系统装置。测试结果表明，相关装置的防护性能最高提升了40%以上。目前该系列装置已经在陕煤集团曹家滩煤矿、小保当矿井、张家峁矿井、杨伙盘矿井等多个集团内外煤矿中应用，有望形成安全防护领域中新的行业标准。

纳米吸能矿井行车安全防护系列部分装置在曹家滩和小保当的安装实景图

开拓多元 核心技术持续革新

研发团队聚焦纳米材料构建核心材料集群，打造安全防护专利技术产品开发矩阵，形成高科技基础材料、高性能高附加值产品。

新型纳米基层材料创新研发，是在煤矸石中添加纳米活性激发材料，采用纳米技术使煤矸石表面形成致密的微观结构，不仅提高材料抗水性，减少水分渗透，而且可以提高材料的强度和稳定性，减少路面沉陷和开裂的风险，在不同等级的公路路况下都能发挥良好的效果。同时可以充分利用各类固废资源，减少了对传统石料的开采，降低对环境的影响。

新型环保纳米基层材料固废利用项目施工现场

纳米吸波材料完成材料开发，正在积极进行产品送样及对接下游客户。它是一种纳米多孔金属粒子复合电磁波吸收材料，通过改变金属离子种类、含量，反应体系pH值等，可实现金属拓扑配位结构的有效设计和可控调节，从而增强介孔磁性碳材料的阻抗匹配及多损耗协同效应，提高吸波性能。合成得到的微球形貌纳米吸波材料，这种大频带宽度和优异的吸波强度在特殊领域具有优异的应用效果。

市场导向 以纳米科技支撑安全发展新天地

陕煤研究院纳米吸能材料研发团队突破传统吸能材料的桎梏，在多个领域持续创新，攻克技术难题，创新推出新型纳米吸能道路防护产品、矿井行车安全防护系统、纳米吸能防护服、纳米吸能安全帽、纳米吸能座椅等多项核心技术应用专利产品，其中矿井系列安全防护产品的示范安装、良好运行获得了业主的一致好评，实现了行业内的多个首创，占据了市场主导权也引领了行业的创新发展，累计销售收入超亿元。

“我们将继续围绕纳米材料、纳米技术、装置开发、应用场景等方面加大创新创效力度，在道路交通、健康防护、特殊领域等方向深度布局，将科技与安全集成，以纳米科技助力集团公司产业转型升级高质量安全发展。”陕煤研究院纳米吸能材料研发团队负责人李茂庆博士说。

陕煤研究院将紧密围绕以科技创新助力集团公司安全发展为己任，加速纳米材料相关科研成果的转化与推广应用，努力拓展“核心材料+专利技术产品+市场开拓”的创新型产品开发新模式，持续做好材料技术开拓、产品开发、成果转化及产业布局工作，努力打造成为纳米材料及安全防护产业“链主”及“专精特新”独角兽企业，为集团公司产业转型升级安全高效发展保驾护航。