中國粉體網訊  根據納米材料的幾何特征，人們通常將納米材料分為零維納米材料（如納米團簇、納米微粒、人造原子等）、一維納米材料（如納米碳管、納米纖維、納米同軸電纜等）、二維納米材料（納米薄膜）和納米相材料等。

一維納米材料是指兩維方向的尺寸在納米尺度范圍之內，而另一維方向尺寸較大，甚至是宏觀量的納米材料。通常把縱橫比（長度與直徑之比）小的稱為納米棒，把縱橫比大的稱為納米絲、納米線或納米纖維。

目前關于一維納米材料的制備方法主要有模板法、氣一固生長代(VS)法、溶液一液相一固相(SLS)法、激光燒蝕法、蒸發(fā)冷凝法等。所涉及的材料主要有：Al₂O₃，TiO₂，ZrO₂，MgO，MnO₂，Cu₂O，SiC，TiC，AlN，Si₃N₄，GaN等。

靜電紡絲工作原理介紹

近年來，靜電紡絲作為一種可制備超精細纖維的新型加工方法，引起了人們的廣泛關注。

靜電紡絲（也稱電紡絲）工作原理：在靜電紡絲過程中，噴射裝置中裝滿了充電的聚合物溶液或熔融液。在外加電場作用下，受表面張力作用而保持在噴嘴處的高分子液滴。在電場誘導下，液滴表面聚集電荷，受到一個與表面張力方向相反的電場力。當電場逐漸增強時，噴嘴處的液滴由球狀被拉長為錐狀，形成所謂的泰勒錐(Taylor cone)。而當電場強度增加至一個臨界值時，電場力就會克服液體的表面張力，噴射流從泰勒錐中噴出。噴射流在高電場的作用下發(fā)生震蕩而不穩(wěn)定，產生頻率極高的不規(guī)則性螺旋運動。在高速震蕩中，噴射流被迅速拉細，溶劑也迅速揮發(fā)，最終形成直徑在納米級的纖維，并以隨機的方式散落在收集裝置上，形成無紡布。

廣大科技工作者對靜電紡絲技術制備納米纖維的紡絲過程、工藝參數、纖維結構特征、形態(tài)控制及用途等進行了大量研究。靜電紡絲技術不僅成功的應用于醫(yī)藥領域，而且正在新型光、電、磁材料等領域發(fā)展，而且對其做出了巨大的貢獻。但靜電紡絲進行大規(guī)模納米纖維生產還存在一定的困難，這主要是紡絲速度慢、產量低。同時單根連續(xù)纖維和直徑過小的納米纖維無法獲得；靜電紡絲過程中溶液性質同Taylor錐形成穩(wěn)定性關系尚不清晰，這些問題都需要進一步研究。

陶瓷納米纖維用于鋰離子電池

近年來，鋰離子電池發(fā)展迅速，研究者們對其做了大量研究。那么將陶瓷納米纖維用于鋰離子電池又會有怎樣的作用呢？上�？萍即髮W助理教授劉巍和斯坦福大學材料科學與工程學院教授崔屹等合作研究發(fā)現，將陶瓷納米纖維摻入固體聚合物電解質是提高其電導率的有效方法。納米纖維的表面是鋰離子快速傳導的通道，表面導電率可以和液體電解質相媲美。同隨機分散排列的納米纖維相比，有序排列的納米纖維可以進一步將固體聚合物電解質電導率提高10倍。原因在于，取向排列的納米纖維避免了無規(guī)則納米纖維交叉產生的結點，從而鋰離子可以無阻礙的在兩個電極之間傳導。此外，摻入陶瓷納米纖維后，固體聚合物的化學穩(wěn)定性也獲得大幅提高。

2019年8月27-28日由中國粉體網舉辦的“2019第二屆新型陶瓷技術與產業(yè)高峰論壇”上，清華大學教授潘偉將做《電紡絲陶瓷納米纖維技術及應用》的報告，屆時將會有更多關于電紡絲技術制備陶瓷納米纖維的講解，期待您的到來！

專家簡介

潘偉，博士生導師，教育部科技委員會委員，中國硅酸鹽學會理事，中國硅酸鹽學會特種陶瓷分會副理事長兼秘書長，中國復合材料學會理事，國家建材局科技教育委員會委員，全國工商聯技術發(fā)展委員會委員，日本陶瓷協(xié)會學術論文志《Journal of The Ceramic Society of Japan》，《硅酸鹽通報》，《復合材料學報》，《現代技術陶瓷》，《過程工程學報》，《Journal of Wuhan University of Technology-Materials Science Edition》等雜志編委。擔任過第六至第十九屆全國特種陶瓷學術年會秘書長、組委會主席，第一至第九屆中國國際高性能陶瓷材料學術會議組委會主席，第7屆國際梯度功能材料學術會議主席，第五屆國際陶瓷大會組委會主席。2016年當選為世界陶瓷科學院院士。到目前為止已發(fā)表100余篇論文，并申請了10項專利。

參考來源：

李俊壽.陶瓷納米纖維的研究動態(tài)

李程.電紡技術在納米纖維材料制備中的應用

科技日報.陶瓷納米纖維：鋪就鋰離子電池傳導高速路

（中國粉體網編輯整理/墨玉）

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