k8凯发(中国)天生赢家·一触即发

　　纳米作为材料的尺度ღ★◈，其符号为nmღ★◈，1nm约为10个原子的尺度ღ★◈。纳米科学与单原子ღ★◈、分子测控技术密切相关ღ★◈，是在单个原子性爱博客ღ★◈、分子级别上ღ★◈，对材料的种类ღ★◈、数量ღ★◈、结构和性能进行精确观察性爱博客ღ★◈、控制ღ★◈、处理和应用ღ★◈。

　　纳米材料按宏观结构分为纳米粒子ღ★◈、纳米纤维ღ★◈、纳米膜ღ★◈、纳米织物ღ★◈；按材料结构分为纳米分形几何结构ღ★◈、纳米欧氏几何结构性爱博客ღ★◈、纳米晶体ღ★◈、纳米非晶体ღ★◈；按空间形态分为ღ★◈：

　　指该材料只在空间一个维度上尺寸为纳米尺度ღ★◈，即超薄膜ღ★◈、多层膜ღ★◈、超晶格等ღ★◈。超薄的织物可视为二维纳米材料ღ★◈，已经由静电纺织制得纳米纤维组成的无纺布就是一个实例ღ★◈。

　　当微粒光波波长ღ★◈、德布罗意波长ღ★◈，以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相近或更小时ღ★◈，符合周期性的边界条件受到破坏ღ★◈，因此在光ღ★◈、热ღ★◈、电ღ★◈、声一触即发ღ★◈、磁等物理特性方面都会出现一些新的效应ღ★◈，称为小尺寸效应ღ★◈。

　　纳米微粒的表面积很大性爱博客ღ★◈，表面的原子数目所占比例很高性爱博客ღ★◈，大大增加了纳米粒子的表面活性ღ★◈；表面粒子的活性不仅引起微粒表面原子输运和构型的变化ღ★◈，同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化ღ★◈。

　　当粒子尺寸降低到某一值时ღ★◈，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象ღ★◈。当能级间距大于热能ღ★◈、磁能ღ★◈、静磁能ღ★◈、静电能ღ★◈、光子能量或超导态的凝聚能时ღ★◈，量子尺寸效应能导致纳米粒子的磁ღ★◈、光ღ★◈、电ღ★◈、声ღ★◈、热ღ★◈、超导等特性显著不同ღ★◈。

　　微观粒子具有隧道效应ღ★◈，即微小粒子在一定情况下贯穿势垒的能力ღ★◈。电子具有粒子性和波动性ღ★◈，因此可产生此种现象ღ★◈。这种效应将是未来微电子器件的基础ღ★◈。小尺寸效应ღ★◈、表面界面效应ღ★◈、量子尺寸效应和量子隧道效应ღ★◈，都是纳米粒子与纳米固体材料的基本特性ღ★◈，是纳米微粒和纳米固体出现与宏观特性“反常”的原因ღ★◈。

　　纳米纤维的定义有狭义和广义之分ღ★◈。狭义的纳米纤维指直径为纳米尺度范围ღ★◈，即定义为直径为1～100 nm的纤维ღ★◈。可以将纳米丝和纳米棒与传统的纤维对应ღ★◈，而纳米管则与传统的中空纤维对应ღ★◈，只是直径要小至少两个数量级性爱博客ღ★◈。广义的纳米纤维指零维ღ★◈、一维纳米材料与传统纤维复合而制得的纤维ღ★◈，也可以称为纳米复合纤维ღ★◈。更确切地说ღ★◈，这种复合纤维应称为由纳米微粒或纳米纤维改性的传统纤维ღ★◈。只要纤维中包含纳米结构ღ★◈，并赋予了新的物性ღ★◈，则可以划入纳米纤维的范畴ღ★◈。

　　随着纳米材料技术的飞速发展ღ★◈，纳米纤维技术已成为纤维科学的前沿和研究热点ღ★◈。纳米纤维结构非常微小ღ★◈，普通的生产技术根本无法生产ღ★◈。下面介绍纳米纤维的几种生产工艺ღ★◈：

　　静电纺丝法ღ★◈，简称电纺ღ★◈，是一种简单ღ★◈、有效的制备微/纳米纤维的方法ღ★◈，也是目前唯一能制备连续微/纳米纤维的方法ღ★◈。电纺过程中ღ★◈，给聚合物流体施加高压静电ღ★◈，使流体通过毛细管一触即发ღ★◈。当电压达到某一临界值时ღ★◈，静电力克服聚合物流体的表面张力ღ★◈，喷射出极细的聚合物流体ღ★◈，纺丝溶剂迅速挥发ღ★◈，最终在金属接收屏上形成类似于非织造布的纳米纤维聚集体ღ★◈。

　　通过控制电压ღ★◈、聚合物溶液浓度等参数性爱博客ღ★◈，可以改变纳米纤维的直径和聚集体厚度ღ★◈。所得纳米纤维可用于防御安全材料ღ★◈、环境工程ღ★◈、生物技术ღ★◈、医疗保健ღ★◈、能源等领域ღ★◈。

　　海岛型复合纺丝技术是日本Toray（东丽）公司20世纪70年代开发的一种生产超细纤维的方法ღ★◈。该方法将两种不同成分的聚合物通过双螺杆输送到经过特殊设计的分配板和喷丝板ღ★◈，纺丝得到海岛型纤维ღ★◈，其中一种组分为“海”ღ★◈，另一种为“岛”ღ★◈。这种纤维在制造过程中经过纺丝ღ★◈、拉伸ღ★◈，制成非织造布或各种织物后ღ★◈，将“海”的成分用溶剂溶解掉ღ★◈，便得到了超细纤维ღ★◈。

　　据1999年9月出版的《科学》杂志报道ღ★◈，日本东京大学已研制成功一种能在聚合过程中直接制成聚乙烯纳米纤维且费用不高的纺丝加工技术ღ★◈。该方法可以制备直径仅为30～50 nm的结晶型纤维ღ★◈，具有较高的强度ღ★◈。

　　原纤化方法是将长链多孔结构的纤维（如纤维素纤维）分裂为纳米尺寸的原纤或微原纤ღ★◈。该方法生产的纳米纤维具有中等的强度ღ★◈，但纤维间尺寸和形态的差异较大ღ★◈。

　　分子喷丝板技术是对传统纺丝技术的挑战ღ★◈，通过使用液晶高分子膜构成的盘状物ღ★◈，聚合物分子在膜内排列成细丝ღ★◈，并从膜底部释放出来ღ★◈。

　　利用静电纺丝技术制备的纳米传统纺织用化学纤维有纳米聚丙烯腈纤维ღ★◈、纳米聚对苯二甲酸乙二酯纤维一触即发ღ★◈、纳米聚酰胺纤维等性爱博客ღ★◈。

　　纳米碳纤维是指具有纳米尺度的碳纤维ღ★◈，依其结构特性可分为纳米碳管（空心纳米碳纤维）和实心纳米碳纤维ღ★◈。

　　典型的纳米导电纤维有聚苯胺类纳米纤维ღ★◈、聚吡咯类纳米纤维等ღ★◈，自1996年开始ღ★◈，纳米导电聚合物的研究逐渐增多ღ★◈。

　　在静电纺纳米纤维材料中ღ★◈，最常见的一种就是纳米纤维毡ღ★◈，其中的纤维呈杂乱无序排布一触即发ღ★◈。这种静电纺纳米纤维非织造布主要用于空气过滤材料ღ★◈，也可以用做水过滤膜ღ★◈、亲和膜ღ★◈、防护服ღ★◈、面具用隔离膜ღ★◈，还可以用作高效的催化剂载体ღ★◈。它的制备技术非常简单ღ★◈，将制备好的纺丝溶液放入注射泵中ღ★◈，在挤出针尖连接上高压静电ღ★◈，将纺丝液喷覆到接地的金属接收屏上即可制得ღ★◈。

　　当纳米纤维的表面由光滑的固体变为多孔状态时ღ★◈，纳米纤维的表面积能够大大增加ღ★◈，这样可以使应用领域得到拓宽ღ★◈，可以用在催化ღ★◈、过滤ღ★◈、吸收ღ★◈、燃料电池ღ★◈、太阳能电池及组织工程等领域ღ★◈。

　　同轴静电纺丝是一种能制备具有皮-芯结构的同轴纤维和中空纤维的纺丝方法ღ★◈，即指将2种或多种不同的纺丝液在电场力的驱动下ღ★◈，经过同轴喷丝头出口制得连续复合纳米纤维的方法ღ★◈。

　　通过静电纺丝法还能得到有序排列的纳米纤维束ღ★◈，这种静电纺得的高度取向排列的纤维束ღ★◈，可以很好地用作传感器ღ★◈，用于电信ღ★◈、光缆等领域ღ★◈。

　　目前ღ★◈，研究的静电纺纳米纤维主要以无纺布或膜的形式出现ღ★◈，纤维毡中电纺纤维的一维和无序成型阻碍了这种材料向更广阔的应用领域发展ღ★◈。将纳米纤维加工成纳米纤维纱的形式ღ★◈，进而编织ღ★◈、复合制备出多种形状ღ★◈，这样纳米纤维具备了优良的可塑性ღ★◈，扩展了纳米纤维材料的应用领域ღ★◈。

　　基于单孔纺丝的原理和成熟工艺ღ★◈，制造了利用旋转的接地滚筒作为目标电极的多针头静电纺丝装置ღ★◈，不仅可以增加产量ღ★◈，而且具有制备静电纺双组分以及多组分纳米纤维的潜力ღ★◈。

　　采用多喷头静电纺丝装置虽然可以提高产率ღ★◈，但是在多喷嘴纺丝过程中仍然存在所收集的纤维构造复杂ღ★◈、针头易堵塞等问题ღ★◈，因此设计了一种无针头静电纺丝制备纳米纤维的装置ღ★◈。

　　研究的静电纺纳米纤维主要以无纺布或者膜的形式出现ღ★◈，纤维毡中电纺纤维的一维和无序成型阻碍了这种材料向更广阔的应用领域发展ღ★◈。将纳米纤维加工成纳米纤维纱的形式ღ★◈，进而编织ღ★◈、复合制备出多种形状ღ★◈，这样纳米纤维具备了优良的可塑性ღ★◈，扩展了纳米纤维材料的应用领域ღ★◈。

　　随着静电纺丝制备纳米纤维在方法ღ★◈、设备ღ★◈、工艺和材料深入研究的基础上ღ★◈，多针头喷丝一触即发ღ★◈、多孔平板型喷头ღ★◈、多孔陶瓷管喷头和无针头纺丝技术不仅可以大大提高静电纺丝的产量ღ★◈，而且可以改善纳米纤维及其产品的质量和性能ღ★◈，使得静电纺丝制备纳米纤维技术工业化有了良好的理论和实际基础ღ★◈。为了提高我国静电纺丝研究的实用化水平ღ★◈，应加快ღ★◈、加强我国静电纺丝工业化的研究ღ★◈。在纳米纤维应用急切的需求下ღ★◈，高性能ღ★◈、低成本可静电纺丝材料的设计与制备ღ★◈、面向工业化生产的静电纺丝设备与技术的开发以及电纺纳米纤维的应用研究将成为静电纺丝技术下一步发展的主要方向ღ★◈。凯发k8官网登录ღ★◈。凯发国际官网首页ღ★◈，工程塑料