納米纖維
nano-fiber
定義:纖維直徑在1000納米以下的超微細纖維。
學科:化工(七)高分子化工_合成纖維_特種纖維及功能纖維
相關名詞:納米技術 靜電紡絲 水熱法 自組裝
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
納米技術是一種多學科交叉的綜合技術,主要研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1~100納米范圍的材料性質(zhì)、制備方法及其先進應用。納米技術的實質(zhì)是通過特定技術在納米級微粒表面讓原子或分子重新按照一定規(guī)律進行排列組合,從而組成特殊結(jié)構(gòu),使材料表現(xiàn)出一定的特性。納米纖維是一種具有納米尺度直徑和高度可調(diào)控結(jié)構(gòu)的新型材料,廣義上定義纖維直徑≤1000納米的纖維均可稱為納米纖維,其具有極大的比表面積、優(yōu)異的力學性能、超高的表面光潔度以及特殊的物理和化學性質(zhì)。納米纖維可以根據(jù)其組成材料分為聚合物納米纖維、金屬納米纖維、陶瓷納米纖維和復合納米纖維等。
制備納米纖維的方法主要有:
1.靜電紡絲法,利用高電壓電源對溶液或熔體施加靜電場,使纖維在溶液或熔體表面發(fā)生噴射、拉伸和固化,最終形成納米纖維;
2.水熱法,將高分子材料或無機材料在高溫、高壓水中制備成納米纖維;
3.模板法,將高分子材料沉積在模板上,通過納米孔道作為模板生長納米纖維;
4.自組裝法,分子或粒子自發(fā)組織形成有序結(jié)構(gòu);
5.溶膠-凝膠法,將高分子材料或無機材料通過水解、縮聚等反應制備成納米纖維;
6.熔融紡絲法,將高分子材料加熱至熔融狀態(tài)后通過機械拉伸制備成納米纖維。
由于納米纖維的獨特性質(zhì),它們在許多領域都有廣泛的應用:
1.生物醫(yī)學領域,用于藥物遞送系統(tǒng)、組織工程支架和生物可降解材料;
2.環(huán)境保護領域,作為高效過濾材料用于去除空氣和水中的污染物,還可用于制備高效生物降解材料,減少廢棄物對環(huán)境的污染;
3.能源存儲領域,在電池、超級電容器和太陽能電池中用作關鍵組件;
4.電子和光學領域的應用主要包括柔性顯示屏、傳感器和光催化等;
5.化工領域的應用主要包括催化劑、吸附劑和傳質(zhì)劑等。
納米纖維技術在實際應用中也存在一些問題和挑戰(zhàn),如纖維的均勻程度和生產(chǎn)的成本控制等,未來在開發(fā)新材料的同時要注意解決這些問題,以滿足不斷增長的市場需求。
(延伸閱讀作者:吉林農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院 洪波教授)
責任編輯:張鵬輝