高溫火焰對於生產多種材料至關重要。然而，控制火焰及其與目標材料的相互作用是一項挑戰。科學家們現在已經開發出一種方法，利用分子薄保護層來控制火焰的熱量與材料的相互作用–馴服火焰，讓用戶能夠精細調整加工材料的特性。

有關這項工作的論文通訊作者、北卡羅來納州立大學材料科學與工程教授馬丁-修（Martin Thuo）說：”火是一種寶貴的工程工具–畢竟，高爐只是一種強烈的火。然而，一旦起火，往往很難控制它的行為。”

“我們的技術被稱為反向熱降解（ITD），在目標材料上覆蓋一層納米級薄膜。薄膜會隨著火的熱度而變化，並調節能夠進入材料的氧氣量。這意味著我們可以控制材料的升溫速度，進而影響材料內部發生的化學反應。基本上，我們可以微調火焰改變材料的方式和位置”。

下面是ITD 的工作原理。首先是目標材料，如纖維素纖維。然後在纖維上塗上一層納米厚的分子。然後將塗層纖維暴露在強烈的火焰中。分子的外表面很容易燃燒，使附近的溫度升高。但分子塗層的內表面會發生化學變化，在纖維素纖維周圍形成一層更薄的玻璃層。這層玻璃限制了進入纖維的氧氣量，防止纖維素爆燃。相反，纖維會冒煙–從裡到外慢慢燃燒。

Thuo說：”如果沒有ITD保護層，用火焰灼燒纖維素纖維只會導致灰燼。有了保護層，最終就會形成碳管。我們可以設計保護層，以調整到達目標材料的氧氣量。我們還可以設計目標材料，以產生理想的特性。”

研究人員利用纖維素纖維進行了概念驗證演示，以生產微尺度碳管。

研究人員可以通過控制纖維素纖維的大小來控制碳管管壁的厚度；通過向纖維中引入各種鹽類（進一步控制燃燒速度）；以及通過改變通過保護層的氧氣量來控制碳管管壁的厚度。

Thuo說：”我們已經想到了幾種應用，並將在今後的研究中加以解決。我們也願意與私營部門合作，探索各種實際用途，例如開髮用於油水分離的工程碳管–這對工業應用和環境修復都很有用。”