納米纖維
| 納米纖維 |
納米纖維是指直徑為納米尺度而長度較大的具有一定長徑比的線狀材料，此外，將納米顆粒填充到普通纖維中對其進行改性的纖維也稱為納米纖維。狹義上講，納米纖維的直徑介於1nm到100nm之間，但廣義上講，纖維直徑低於1000nm的纖維均稱為納米纖維。
目錄
簡介
製造納米纖維的方法有很多，如拉伸法、模板合成、自組裝、微相分離、靜電紡絲等。其中靜電紡絲法以操作簡單、適用範圍廣、生產效率相對較高等優點而被廣泛應用。納米纖維是指纖維直徑小於1000納米的超微細纖維。如今很多企業為了商品的宣傳效果，把填加了納米級（即小於100 nm）粉末填充物的纖維也稱為納米纖維。最細的納米纖維為單碳原子鏈，我國科學家已能製造出直徑小於0.4nm的碳管，處於世界領先水平。這種納米碳管被譽為納米材料之王，其原因這種細到一般儀器都難以觀察到的材料有着神奇的本領：超高強、超柔韌、怪磁性。因碳納米管中碳原子間距短，管徑小，使纖維結構不易存在缺陷，其強度為鋼的100倍，密度只有鋼的1/6，是一般纖維強度的200倍，用它作的繩索可以從地球拉到月球而不被自重拉斷；它有奇異的導電性，碳納米管既有金屬的導電性也有半導體性，甚至1根納米管上的不同部位由於結構變化也可顯示不同的導電性。用它作成整流管可替代硅芯片，因而將引起電子學中的重大變化，可將計算機做得極小；用碳納米管作出的納米器件可組裝納米機器人，蚊子飛機、螞蟻坦克等。碳納米管可用來作儲氫材料，把氫開發成為人類服務的清潔能源。此外，碳納米管還可用作隱形材料、催化劑載體及電極材料等。納米纖維可以支持"納米機"的排列，把集成排列的"納米機"連接成大規模系統。
評價
納米纖維到底有何特點，多數材料小到以納米論長短時，其本身的物理和化學性能將有所改變，主要表現在：1、表面效應 粒子尺寸越小，表面積越大，由於表面粒子缺少相鄰原子的配位，因而表面能增大極不穩定，易與其他原子結合，顯出較強的活性。2、小尺寸效應 當微粒的尺寸小到與光波的波長、傳導電子的德布羅意波長和超導態的相干長度透射深度近似或更小時，其周期性的邊界條件將被破壞，粒子的聲、光、電磁、熱力學性質將會改變，如熔點降低、分色變色、吸收紫外線、屏蔽電磁波等。3、量子尺寸效應 當粒子尺寸小到一定時，費米能級附近的電子能級由准連續變為離散能級，此時，原為導體的物質有可能變為絕緣體，反之，絕緣體有可能變為超導體。4、宏觀量子的陽隧道效應 隧道效應是指微小粒子在一定情況下能穿過物體，就像裡面有了隧道一樣可以通過分子技術製備法 ，報導較多的是單管或多管納米碳管束的製備，其製備方法主要有3種：電弧放電法、激光燒蝕法和固定床催化裂解法。前兩種方法因有多種形態碳產物共存，分離、純化困難。電弧放電法將石墨棒置於充滿氫氣的容器內，用高壓電弧放電，在陰極沉積成納米碳管。固定床催化裂解法由天然氣製備納米碳管，將氣體在分布板上有用活化了的催化劑吹成沸騰狀態，在催化劑表面生長出納米碳管。這種方法工藝簡便，成本低，納米碳管規模易控制，長度大，收率較高，但該方法中催化劑只能以薄膜的形式展開。[1]