納米纖維制備與應(yīng)用

1、納米纖維的制備與應(yīng)用目錄1234納米纖維的制備納米纖維納米纖維的研究進(jìn)展納米纖維的應(yīng)用1納米纖維直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料，廣義上講包括纖維直徑為納米量級(jí)的超細(xì)纖維，還包括將納米顆粒填充到普通纖維中對(duì)其進(jìn)行改性的纖維。表面效應(yīng)小尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)宏觀量子的陽隧道效應(yīng)1納米纖維直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料，廣義上講包括纖維直徑為納米量級(jí)的超細(xì)纖維，還包括將納米顆粒填充到普通纖維中對(duì)其進(jìn)行改性的纖維。 每單位質(zhì)量的納米纖維材料有非常大的表面區(qū)域、非常高的縱橫比和仿生學(xué)方面的潛力 這使得它在大范圍的應(yīng)用上很有吸引力，包括高性能過濾器、特殊功能織物和醫(yī)療應(yīng)用如包扎、組織工程學(xué)及其衍生科

2、學(xué)應(yīng)用上。22納米纖維的制備分子技術(shù)制備法電弧放電法激光燒蝕法固定床催化裂解法(單管或多管納米碳管束) 碳納米管是1991年被發(fā)現(xiàn)的一種碳結(jié)構(gòu)，它是由若干層原子卷曲而成籠狀“纖維”，這種材料很輕，但很結(jié)實(shí)。碳納米管作為一維材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。未來或?qū)⒊蔀樾虏牧项I(lǐng)域市場上的新熱點(diǎn)。2納米纖維的制備生物制備法：利用細(xì)菌培養(yǎng)出更加細(xì)小的纖維素。中國科學(xué)家由木醋桿菌合成的納米級(jí)纖維素不含木質(zhì)素，結(jié)晶度高，聚合度高，分子取向好，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。2納米纖維的制備靜電紡絲首先將聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬伏高壓靜電，帶電的聚合物液滴在電場力的作用下在毛

3、細(xì)管的Taylor錐頂點(diǎn)被加速。當(dāng)電場力足夠大時(shí)，聚合物液滴克服表面張力形成噴射細(xì)流。細(xì)流在噴射過程中溶劑蒸發(fā)或固化，最終落在接收裝置上，形成類似非織造布狀的纖維氈。在靜電紡絲過程中，液滴通常具有一定的靜電壓并處于一個(gè)電場當(dāng)中，因此，當(dāng)射流從毛細(xì)管末端向接收裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)加速現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了射流在電場中的拉伸。 2納米纖維的制備靜電紡絲高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時(shí)霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運(yùn)行相當(dāng)長的距離，最終固化成纖維。3納米纖維的應(yīng)用目前國內(nèi)新開發(fā)的納米纖維如納米層狀銀系無機(jī)抗菌防霉纖維、疏水性聚丙烯睛納米纖維以及石墨納米纖維主要用于醫(yī)療、服裝面料以

4、及能源等領(lǐng)域。3納米纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用納米纖維的直徑小于細(xì)胞， 可以模擬天然的細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和生物功能一些電紡原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作為載體進(jìn)入人體，并容易被吸收；加之靜電紡納米纖維還有大的比表面積、孔隙率等優(yōu)良特性，因此，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了研究者的持續(xù)關(guān)注，并已在藥物控釋、創(chuàng)傷修復(fù)、生物組織工程等方面得到了很好的應(yīng)用。3納米纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 包扎縫合用的生物醫(yī)學(xué)膠布 可吸收襯墊 術(shù)后預(yù)防粘合劑 藥物釋放材料 纖維加固合成材料 組織工程學(xué)基礎(chǔ)設(shè)備3納米纖維的應(yīng)用過濾材料纖維過濾材料的過濾效率會(huì)隨著纖維直徑的降低而提高，因而，降低纖維直徑成為提高纖維濾材過濾性

5、能的一種有效方法。通過靜電紡的納米纖維除直徑小之外，還具有孔徑小、孔隙率高、纖維均一性好等優(yōu)點(diǎn)，使其在氣體過濾、液體過濾及個(gè)體防護(hù)等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。3納米纖維的應(yīng)用靜電紡纖維能夠有效調(diào)控纖維的精細(xì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合低表面能的物質(zhì)，可獲得具有超疏水性能的材料，并有望應(yīng)用于船舶的外殼、輸油管道的內(nèi)壁、高層玻璃、汽車玻璃等。但是靜電紡纖維材料若要實(shí)現(xiàn)在上述自清潔領(lǐng)域的應(yīng)用，必須提高其強(qiáng)力、耐磨性以及纖維膜材料與基體材料的結(jié)合牢度等。3納米纖維的應(yīng)用具有納米結(jié)構(gòu)的催化劑顆粒容易團(tuán)聚，從而影響其分散性和利用率，因此靜電紡纖維材料可作為模板而起到均勻分散作用，同時(shí)也可發(fā)揮聚合物載體的柔韌性和易操作性，還

6、可以利用催化材料和聚合物微納米尺寸的表面復(fù)合產(chǎn)生較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，提高催化效能。3納米纖維的應(yīng)用靜電紡納米纖維具有較高的比表面積和孔隙率，可增大傳感材料與被檢測物的作用區(qū)域，有望大幅度提高傳感器性能。此外，靜電紡納米纖維還可用于能源、光電、食品工程等領(lǐng)域。4納米纖維的研究進(jìn)展日本國立材料科學(xué)研究所使用乙烯醇共聚物和沸石發(fā)明了一種納米纖維濾膜，可以安裝在血液凈化產(chǎn)品中，綁定在病人肩膀上以此來代替血液透析。沸石屬于一種鋁硅酸鹽礦物，中間有很多孔洞，水分子位于其中，可由通道運(yùn)輸，擁有類似于篩網(wǎng)的過濾能力。4重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科研究人員探討不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl

7、methacrylate，PMMA）電紡納米纖維對(duì)于PC12細(xì)胞神經(jīng)突生長能力及生長方向的影響。研究指出，有序電紡納米纖維具有作為神經(jīng)損傷后植入性細(xì)胞支架的潛力。納米纖維的研究進(jìn)展4納米纖維的研究進(jìn)展江西先材納米纖維科技有限公司世界首創(chuàng)的PI納米纖維電池隔膜技術(shù)已完成實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。在保持電池容量不變的前提下，該技術(shù)產(chǎn)品將充放電電流提高4倍，電池循環(huán)壽命提高7倍以上。此外，這種新型隔膜能耐530的高溫，這使得汽車激烈碰撞導(dǎo)致電池隔膜穿孔時(shí)，也不會(huì)使溫度失控引起電池爆炸起火。上海復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室成功研制出一種新型能源器件取向碳納米管纖維?；谶@一技術(shù)制造的新型太陽能纖維電池，使人們隨時(shí)隨地、高效