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

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納米技術是一種多學科交叉的綜合技術，主要研究結構尺寸在0.1~100納米范圍的材料性質、制備方法及其先進應用。納米技術的實質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，從而組成特殊結構，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控結構的新型材料，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。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)組織形成有序結構；

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，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：吉林農業(yè)大學資源與環(huán)境學院 洪波教授）

責任編輯：張鵬輝