nano-fiber

定义：纤维直径在1000纳米以下的超微细纤维。

学科：化工（七）高分子化工_合成纤维_特种纤维及功能纤维

相关名词：纳米技术 静电纺丝 水热法 自组装

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

纳米技术是一种多学科交叉的综合技术，主要研究结构尺寸在0.1~100纳米范围的材料性质、制备方法及其先进应用。纳米技术的实质是通过特定技术在纳米级微粒表面让原子或分子重新按照一定规律进行排列组合，从而组成特殊结构，使材料表现出一定的特性。纳米纤维是一种具有纳米尺度直径和高度可调控结构的新型材料，广义上定义纤维直径≤1000纳米的纤维均可称为纳米纤维，其具有极大的比表面积、优异的力学性能、超高的表面光洁度以及特殊的物理和化学性质。纳米纤维可以根据其组成材料分为聚合物纳米纤维、金属纳米纤维、陶瓷纳米纤维和复合纳米纤维等。

制备纳米纤维的方法主要有：

1.静电纺丝法，利用高电压电源对溶液或熔体施加静电场，使纤维在溶液或熔体表面发生喷射、拉伸和固化，最终形成纳米纤维；

2.水热法，将高分子材料或无机材料在高温、高压水中制备成纳米纤维；

3.模板法，将高分子材料沉积在模板上，通过纳米孔道作为模板生长纳米纤维；

4.自组装法，分子或粒子自发组织形成有序结构；

5.溶胶-凝胶法，将高分子材料或无机材料通过水解、缩聚等反应制备成纳米纤维；

6.熔融纺丝法，将高分子材料加热至熔融状态后通过机械拉伸制备成纳米纤维。

由于纳米纤维的独特性质，它们在许多领域都有广泛的应用：

1.生物医学领域，用于药物递送系统、组织工程支架和生物可降解材料；

2.环境保护领域，作为高效过滤材料用于去除空气和水中的污染物，还可用于制备高效生物降解材料，减少废弃物对环境的污染；

3.能源存储领域，在电池、超级电容器和太阳能电池中用作关键组件；

4.电子和光学领域的应用主要包括柔性显示屏、传感器和光催化等；

5.化工领域的应用主要包括催化剂、吸附剂和传质剂等。

纳米纤维技术在实际应用中也存在一些问题和挑战，如纤维的均匀程度和生产的成本控制等，未来在开发新材料的同时要注意解决这些问题，以满足不断增长的市场需求。

（延伸阅读作者：吉林农业大学资源与环境学院 洪波教授）

责任编辑：张鹏辉