清華大學製備出高柔性、可拉伸的納米線超晶格纖維

2020-11-28 紡織導報

清華大學製備出高柔性、可拉伸的納米線超晶格纖維

發表時間：2019/8/13

超細納米線在光學、電學和磁學領域的應用前景引起了廣泛關注。但常規的無機納米線纖維通常不可拉伸且幾乎沒有彈性，限制了它的實際應用。超細無機納米線在尺寸結構上與高分子鏈類似，因此溼紡和靜電紡絲已被應用於製造納米線纖維。迄今為止，通過溼紡已經獲得了Bi2S3/金/羥基磷灰石納米線纖維，並且通過靜電紡絲法也已經獲得了GdOOH 納米線纖維。獲得的納米線纖維具有良好的光學或機械性能，但由於缺乏適當的層次結構，到目前為止獲得的納米纖維的可拉伸性和斷裂伸長率都很低。



清華大學王訓團隊受到櫻桃樹皮中螺旋狀纖維素的啟發，將這種特性應用於柔性納米線的製造中。將長度為數百納米，直徑小於1納米的GdOOH納米線紡絲原液通過溼紡來製造納米線纖維。在注射應力、剪切力和溶劑交換的影響下，通過控制紡絲原液和凝固浴，流動速率等可以得到有序的彈簧狀納米線結構，從而獲得高度可拉伸的柔性納米線纖維。該納米線纖維斷裂伸長率通常可以達到40%~50％，最高伸長率可達86％，並且該納米線纖維在纏繞、彎曲和扭曲的情況下都不會產生任何裂縫。通過拉伸試驗中的結構轉變和同步加速器小角X射線散射（SAXS）研究得出，纖維中整齊的彈簧狀納米線組裝超晶格是產生該特性的主要原因，並且通過添加無機納米顆粒，能夠使該納米線纖維進一步增強增韌。


GdOOH 納米線纖維的製造工藝和形態特徵


納米線纖維的機械特性

納米線纖維拉伸和斷裂下的表徵


相關論文以「Highly Flexible and Stretchable Nanowire Superlattice Fibers Achieved by Spring-Like Structure of Sub-1 nm Nanowires」為題，發表在《Advanced Functional Materials》上。


文章連結： https://doi.org/10.1002/adfm.201903477


（來源：高分子科學前沿）

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