納米纖維制備與應(yīng)用

納米纖維制備與應(yīng)用第1頁目錄1234納米纖維制備納米纖維納米纖維研究進(jìn)展納米纖維應(yīng)用第2頁1納米纖維直徑為納米尺度而長度較大線狀材料，廣義上講包括纖維直徑為納米量級超細(xì)纖維，還包括將納米顆粒填充到一般纖維中對其進(jìn)行改性纖維。表面效應(yīng)小尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)宏觀量子陽隧道效應(yīng)第3頁1納米纖維直徑為納米尺度而長度較大線狀材料，廣義上講包括纖維直徑為納米量級超細(xì)纖維，還包括將納米顆粒填充到一般纖維中對其進(jìn)行改性纖維。每單位質(zhì)量納米纖維材料有非常大表面區(qū)域、非常高縱橫比和仿生學(xué)方面潛力——這使得它在大范圍應(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)及其衍生科學(xué)應(yīng)用上。第4頁22納米纖維制備分子技術(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)覺一種碳構(gòu)造，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，六邊形構(gòu)造連接完美，具有許多異常力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。將來或?qū)⒊蔀樾虏牧项I(lǐng)域市場上新熱點(diǎn)。第5頁2納米纖維制備生物制備法：利用細(xì)菌培養(yǎng)出愈加細(xì)小纖維素。中國科學(xué)家由木醋桿菌合成納米級纖維素不含木質(zhì)素，結(jié)晶度高，聚合度高，分子取向好，具有優(yōu)良機(jī)械性能。第6頁2納米纖維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，帶電聚合物液滴在電場力作用下在毛細(xì)管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，最后落在接收裝置上，形成類似非織造布狀纖維氈。在靜電紡絲過程中，液滴一般具有一定靜電壓并處于一種電場當(dāng)中，因此，當(dāng)射流從毛細(xì)管末端向接收裝置運(yùn)動時(shí)，都會出現(xiàn)加速現(xiàn)象，從而造成了射流在電場中拉伸。第7頁2納米纖維制備靜電紡絲高分子流體靜電霧化特殊形式，此時(shí)霧化分裂出物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，能夠運(yùn)行相稱長距離，最后固化成纖維。第8頁3納米纖維應(yīng)用目前國內(nèi)新開發(fā)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、服裝面料以及能源等領(lǐng)域。第9頁3納米纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用納米纖維直徑不大于細(xì)胞，能夠模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)造和生物功能某些電紡原料具有較好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??；加之靜電紡納米纖維尚有大比表面積、孔隙率等優(yōu)良特性，因此，其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引發(fā)了研究者連續(xù)關(guān)注，并已在藥品控釋、創(chuàng)傷修復(fù)、生物組織工程等方面得到了較好應(yīng)用。第10頁3納米纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用包扎縫適用生物醫(yī)學(xué)膠布可吸取襯墊術(shù)后預(yù)防粘合劑藥品釋放材料纖維加固合成材料組織工程學(xué)基礎(chǔ)設(shè)備第11頁3納米纖維應(yīng)用—過濾材料纖維過濾材料過濾效率會伴隨纖維直徑減少而提升，因而，減少纖維直徑成為提升纖維濾材過濾性能一種有效辦法。通過靜電紡納米纖維除直徑小之外，還具有孔徑小、孔隙率高、纖維均一性好等長處，使其在氣體過濾、液體過濾及個(gè)體防護(hù)等領(lǐng)域體現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。第12頁3納米纖維應(yīng)用靜電紡纖維能夠有效調(diào)控纖維精細(xì)構(gòu)造，結(jié)合低表面能物質(zhì)，可取得具有超疏水性能材料，并有望應(yīng)用于船舶外殼、輸油管道內(nèi)壁、高層玻璃、汽車玻璃等。不過靜電紡纖維材料若要實(shí)目前上述自清潔領(lǐng)域應(yīng)用，必須提升其強(qiáng)力、耐磨性以及纖維膜材料與基體材料結(jié)合牢度等。第13頁3納米纖維應(yīng)用具有納米構(gòu)造催化劑顆粒容易團(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，同步也可發(fā)揮聚合物載體柔韌性和易操作性，還能夠利用催化材料和聚合物微納米尺寸表面復(fù)合產(chǎn)生較強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)，提升催化效能。第14頁3納米纖維應(yīng)用靜電紡納米纖維具有較高比表面積和孔隙率，可增大傳感材料與被檢測物作用區(qū)域，有望大幅度提升傳感器性能。另外，靜電紡納米纖維還可用于能源、光電、食品工程等領(lǐng)域。第15頁4納米纖維研究進(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，能夠安裝在血液凈化產(chǎn)品中，綁定在病人肩膀上以此來替代血液透析。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)過濾能力。第16頁4重慶醫(yī)科大學(xué)從屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科研究人員探討不一樣拓?fù)錁?gòu)造聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）電紡納米纖維對于PC12細(xì)胞神經(jīng)突生長能力及生長方向影響。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)胞支架潛力。納米纖維研究進(jìn)展第17頁4納米纖維研究進(jìn)展江西先材納米纖維科技有限公司世界首創(chuàng)PI納米纖維電池隔閡技術(shù)已完成試驗(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前提下，該技術(shù)產(chǎn)品將充放電電流提升4倍，電池循環(huán)壽命提升7倍以上。另外，這種新型隔閡能耐530℃高溫，這使得汽車劇烈碰撞造成電池隔閡穿孔時(shí)，也不會使溫度失控引發(fā)電池爆炸起火。第18頁上海復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料試驗(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)制造新型太陽能纖維電池，使人們隨時(shí)隨處、高效使用太陽能夢想有望成為現(xiàn)實(shí)。將來人們穿在身上衣服、戴