本文探讨了一种基于柑橘的无毒阻燃剂“分子热吸收剂”（MHE）的开发，符合蓝色经济的原则。传统阻燃剂市场价值51亿美元，但常含有有害化学物质，危害健康和环境。发明家Mats Nilsson利用柑橘和葡萄废料中的食品级化学品，通过酸碱反应消耗氧气并形成保护性炭层来抑制火焰。MHE可生物降解，形式多样，包括液体、凝胶或粉末。MHE已成功应用于地毯、PVC管道和纺织品等领域，涵盖建筑、航空和电子产品。其瑞典合作伙伴Trulstech AB和Deflamo AB已将技术商业化，提供环保替代品。这一创新不仅减少了环境影响，还为回收农业废料和分散阻燃剂行业提供了机会，为全球提供更安全、可持续的解决方案。
This article explores the development of a non-toxic, citrus-based flame retardant called "Molecular Heat Eaters" (MHE), inspired by the Blue Economy principles. Traditional flame retardants, a $5.1 billion market, often contain toxic chemicals that harm health and the environment. Inventor Mats Nilsson created MHE using food-grade chemicals derived from citrus and grape waste, leveraging an acid-base reaction to suppress fire by consuming oxygen and forming a protective char layer. MHE is biodegradable, versatile, and available in liquid, gel, or powder forms. MHE has been successfully integrated into products like carpets, PVC pipes, and textiles, with applications in construction, aviation, and electronics. Trulstech AB and Deflamo AB, its Swedish partners, have commercialized the technology, offering eco-friendly alternatives to toxic retardants. This innovation not only reduces environmental impact but also opens opportunities for recycling agricultural waste and decentralizing the flame retardant industry, paving the way for safer, sustainable solutions globally.
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据估计，2012年全球阻燃剂市场规模达到51亿美元，预计到2017年将增长至71亿美元。其中，无卤阻燃化学品市场已达27.2亿美元，并持续扩大。在欧洲和日本，越来越多注重健康的消费者以及各国日益严格的法规，正加速将含卤有害阻燃产品挤出市场。然而，全球阻燃剂需求的主要增长点来自中国，预计未来12个月将增长超过13%。整个亚太地区已占据全球市场的48%。遗憾的是，含溴（有毒）阻燃剂在亚洲市场仍占主导地位，其年销售额超过10亿美元，并通过出口流入发达国家。
阻燃化学品的历史可追溯至古埃及人，当时他们用明矾（含水硫酸铝钾）浸泡木材，以防其燃烧。阻燃剂原本仅用于木材处理，直到石油基材料的大量应用，才使阻燃处理成为安全标准之一，保险公司也在其中发挥了推动作用。火灾是全球意外死亡的第四大原因，每年导致约30万人死亡。各国议会陆续出台法规，要求在沙发、汽车、电脑、电缆、窗帘等诸多产品中强制添加阻燃剂。然而，原本用于提升安全的法规，却引入了大量有毒化学物质，这些物质至今仍在环境中扩散。虽然安全目标得以实现，但健康影响却成为意料之外的后果。
目前，约有一半阻燃剂被添加于塑料中，广泛应用于汽车、飞机、火车和家庭用品；其余则用于纺织品、家具、纸张、室内装饰、床品、灯具、蜡烛和工作服等。越来越多研究表明，这些阻燃剂可能诱发神经系统疾病、生殖障碍、甲状腺功能紊乱以及多种癌症。基于科学证据，三家全球龙头企业——Albemarle、Chemtura 和 ICL 工业集团已承诺将于2013年前逐步淘汰最具危害性的阻燃分子 DECA。
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各国日益严格的环保法规正推动市场对不会生物富集的阻燃技术产生强烈需求。政府不断制定新标准，限制产品的可燃性与烟雾释放水平，为技术创新者提供了前所未有的市场切入机会。专家预测，纳米技术将在提升阻燃性能方面发挥重要作用，例如开发聚合物-黏土复合材料。
瑞典发明家马茨·尼尔森（Mats Nilsson）则提供了一个完全不同的解决思路。他基于食品级化学品开发出一种创新技术，命名为“分子吸热剂（Molecular Heat Eaters, MHE）”，该项技术已获得全球专利。灵感来源于恒温动物如何代谢热量的机制。
尼尔森回忆起他的祖父——一位焊工——发现工作服上洒有苹果酒的地方更不容易被火花烧穿。这一偶然现象促使他深入研究。其背后的理论基础是一种酸碱中和反应的物理化学原理：早期反应释放的能量决定了后续反应所需的活化能。尼尔森设计了一种由有机酸与无机碱反应产生强烈放热反应的机制。温度升高时会在材料表面形成一道屏障，阻止热量扩散和火焰蔓延。
众所周知，火的形成需三要素：氧气、热量与可燃物。MHE 的工作机制如下：首先使用盐类将氧气转化为水，生成带正电的阳离子（Cation）；阳离子促使快速生成碳质炭化层（char），这种物质不易燃；反应中还释放出二氧化碳（CO₂），一种不可燃气体；表面形成炭层，并在不可燃气体环境中隔绝燃烧。
MHE 所需原料可来源于葡萄渣与柑橘类果皮等食品废弃物。该技术可将 MHE 制成液体、凝胶或粉末形式的可降解微粒。这些微小盐粒具有超大表面积，从而加速反应速率，达到以更少剂量实现更好阻燃效果的目标。
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该技术的核心挑战在于优化与各种材料的融合配比。例如聚氯乙烯（PVC）中氯含量较高，且根据所添加的增塑剂或抗紫外剂不同，所需 MHE 的浓度也有所不同，这些添加剂可能会增强或抑制可燃性。经过多年反复试验，一个有竞争力的产品组合逐渐成型，涵盖：
•聚酰胺地毯（wall-to-wall carpets）
•PVC 管道及地毯背衬材料
•聚氨酯软质泡沫
•纸张用纤维素材料
•建筑与保温用聚苯乙烯
尼尔森随后在瑞典创立了Trulstech AB 公司，并与美国与澳大利亚企业签订技术许可协议。其瑞典合作伙伴Deflamo AB成功在斯德哥尔摩二板市场上市，并推出了阻燃品牌产品 Apyrum©。Deflamo 建立了完整的工业化生产线，从最初的原料供应商跃升为多密度纤维板的生产商，采用天然阻燃技术进行防火处理。
目前，Deflamo 已推出：
•应用于纺织品与纸张的水基阻燃剂；
•应用于聚合物的粉末型阻燃剂；
•适用于天然纤维织物的特殊浸渍配方。
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这一创新不仅仅是用一种化学品替代另一种化学品，它还带来了多维度的系统转型机会：
•利用葡萄渣与柑橘废料回收再利用，为葡萄酒产区提供新发展路径；
•用食品级分子替代有毒化学物质；
•将一个高度集中、由少数巨头主导的全球市场，转化为由专利组合支撑的区域创新生态系统。
此外，该技术的应用范围可迅速扩展至：飞机地毯、电脑外壳；灭火器、生物友好型森林防火剂；甚至采矿行业（因火花易引发爆炸，现需使用昂贵的镍合金设备）。
未来最令人兴奋的设想是：将 MHE 雾化喷洒用于枪械与火炮失效技术。尽管该构想尚未实现，但考虑到该产品在上市初期已在性能与成本方面具备竞争力，足以预示其广阔前景。
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