纳米纤维制备与应用

2 纳米纤维的制备
生物制备法：利用细菌培养出更加细小的纤维素。中国科学家由木 醋杆菌合成的纳米级纤维素不含木质素，结晶度高，聚合度高，分 子取向好，具有优良的机械性能。
2 纳米纤维的制备
静电纺丝
首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用 下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷 射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状 的纤维毡。在静电纺丝过程中，液滴通常具有一定的静电压并处于一个电场当中，因此， 当射流从毛细管末端向接收装置运动时，都会出现加速现象，从而导致了射流在电场中的 拉伸。
纳米纤维的制备与应用
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纳米纤维
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纳米纤维的制备
目录
纳米纤维的研究进展
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纳米纤维的应用
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1 纳米纤维
直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，广义上讲包括纤维直径为纳米量级 的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。
a.表面效应 b.小尺寸效应 c.量子尺寸效应 d.宏观量子的阳隧道效应
2 纳米纤维wenku.baidu.com制备
分子技术制备法 (单管或多管纳米碳管束)
电弧放电法 激光烧蚀法 固定床催化裂解法
碳纳米管是1991年被发现的一种碳结构，它是由若干层原子卷曲而成笼状“纤维”，这种 材料很轻，但很结实。碳纳米管作为一维材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常 的力学、电学和化学性能。未来或将成为新材料领域市场上的新热点。
4 纳米纤维的研究进展
上海复旦大学先进材料实验室成功研制出一种新型能源器件——取向碳纳米管纤维。基于 这一技术制造的新型太阳能纤维电池，使人们随时随地、高效使用太阳能的梦想有望成为 现实。未来人们穿在身上的衣服、戴在头上的帽子、拎在手里的包都能“自我发电”，可 给“奄奄一息”的手机充电。而目前占地面积庞大的发电站，未来也许将被一个桌子大小 的机器所取代。
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知识回顾 Knowledge Review
3 纳米纤维的应用
静电纺纤维能够有效调控纤维的精细结构，结合低表面能的物质，可获得具有超疏水性能 的材料，并有望应用于船舶的外壳、输油管道的内壁、高层玻璃、汽车玻璃等。但是静电 纺纤维材料若要实现在上述自清洁领域的应用，必须提高其强力、耐磨性以及纤维膜材料 与基体材料的结合牢度等。
3 纳米纤维的应用
4 纳米纤维的研究进展
日本国立材料科学研究所使用乙烯醇共聚物和沸石发明了一种纳米纤维滤膜，可以安装在 血液净化产品中，绑定在病人肩膀上以此来代替血液透析。沸石属于一种铝硅酸盐矿物， 中间有很多孔洞，水分子位于其中，可由通道运输，拥有类似于筛网的过滤能力。
4 纳米纤维的研究进展
重庆医科大学附属第一医院神经外科研究人员探讨不同拓扑结构的聚甲基丙烯酸甲酯（ polymethylmethacrylate，PMMA）电纺纳米纤维对于PC12细胞神经突生长能力及生长方向 的影响。研究指出，有序电纺纳米纤维具有作为神经损伤后植入性细胞支架的潜力。
3 纳米纤维在生物医学领域的应用
包扎缝合用的生物医学胶布 可吸收衬垫 术后预防粘合剂 药物释放材料 纤维加固合成材料 组织工程学基础设备
3 纳米纤维的应用—过滤材料
纤维过滤材料的过滤效率会随着纤维直径的降低而提高，因而，降低纤维直径成为提高纤 维滤材过滤性能的一种有效方法。通过静电纺的纳米纤维除直径小之外，还具有孔径小、 孔隙率高、纤维均一性好等优点，使其在气体过滤、液体过滤及个体防护等领域表现出巨 大的应用潜力。
2 纳米纤维的制备
静电纺丝
高分子流体静电雾化的特殊形式，此时 雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是 聚合物微小射流，可以运行相当长的距 离，最终固化成纤维。
3 纳米纤维的应用
目前国内新开发的纳米纤维如纳米层状银系无机抗菌防霉纤维、疏水性聚丙烯睛纳米纤维 以及石墨纳米纤维主要用于医疗、服装面料以及能源等领域。
具有纳米结构的催化剂颗粒容易团聚，从而影响其分散性和利用率，因此静电纺纤维材料 可作为模板而起到均匀分散作用，同时也可发挥聚合物载体的柔韧性和易操作性，还可以 利用催化材料和聚合物微纳米尺寸的表面复合产生较强的协同效应，提高催化效能。
3 纳米纤维的应用
静电纺纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙率，可增大传感材料与被检测物的作用区域， 有望大幅度提高传感器性能。此外，静电纺纳米纤维还可用于能源、光电、食品工程等领 域。
3 纳米纤维在生物医学领域的应用
纳米纤维的直径小于细胞， 可以模拟天然的细胞外基质的结构和生物功能一些电纺原料具 有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体进入人体，并容易被吸收；加之静电纺纳米 纤维还有大的比表面积、孔隙率等优良特性，因此，其在生物医学领域引起了研究者的持 续关注，并已在药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面得到了很好的应用。
4 纳米纤维的研究进展
江西先材纳米纤维科技有限公司世界首创的PI纳米纤维电池隔膜技术已完成实验室研发阶 段，正式进入产业化。在保持电池容量不变的前提下，该技术产品将充放电电流提高4倍， 电池循环寿命提高7倍以上。此外，这种新型隔膜能耐530℃的高温，这使得汽车激烈碰撞 导致电池隔膜穿孔时，也不会使温度失控引起电池爆炸起火。
1 纳米纤维
直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，广义上讲包括纤维直径为纳米量级 的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。
每单位质量的纳米纤维材料有非常大的表面区域、非常高的纵横比和仿生学方 面的潜力 ——这使得它在大范围的应用上很有吸引力，包括高性能过滤器、特殊 功能织物和医疗应用如包扎、组织工程学及其衍生科学应用上。