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石墨烯給紡織領域帶來的變革

作者:百檢網 時間:2021-12-06 來源:互聯網

  石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,所以又叫做單原子層石墨。自2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,證實它可以單獨存在,對于石墨烯的研究開始活躍起來;當兩人同時獲得2010年諾貝爾物理學獎時,石墨烯一舉成為舉世矚目的新材料。
  作為目前發現的*薄、強度*大、導電導熱性能*強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”,是“新材料之王”,有科學家預言石墨烯*有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。近年來,石墨烯逐漸成為紡織新材料領域的研究熱點,在紡織品上的應用也嶄露頭角。
  石墨烯纖維,是將石墨烯組裝為宏觀的纖維結構,由石墨烯直接制備得到。有研究人員采用氧化石墨烯懸浮液為原料,經流體紡絲法獲得氧化石墨烯纖維,后經化學還原制備出石墨烯纖維。另外,石墨烯/粘膠復合纖維的成功研制也填補了國內外工業化生產該纖維的空白,該種纖維的導電、熱學、抗菌性能均高于常規的再生纖維素纖維。
  石墨烯的特殊性能賦予傳統紡織品多種理想功能,引發了紡織領域的創新革命。新研制的石墨烯改性滌綸織物和改性棉織物不僅具有優異的導電性能,各種電化學性能得到顯著提升。尤其是將石墨烯涂覆到碳纖維織物上,使織物獲得了導電性、導熱性等多功能,有利于提高織物的抗雷擊性能。生物質石墨烯的工業化生產,進一步推動了石墨烯在紡織領域的功能性應用。生物質石墨烯是以生物質秸稈為原料,采用“基因配位組裝法”生態制備而出。國內專家創造性研究出的內暖纖維、內暖絨、內暖烯孔材料具有獨特的人體體溫激發遠紅外性能,并集抗菌、吸濕透氣、促進微循環、防紫外線、抗靜電等多種促進身體健康特性于一體。生物質石墨烯服飾是以生物質石墨烯為原材料。石墨烯與細菌作用時表現出優異的抗菌性能,同時具有生物相容的納米材料與強大的比表面積,加之特有的人體體溫激發遠紅外功能,讓服飾真正自載了遠紅外加速微循環和激活免疫細胞功能。另外,將石墨烯轉至紡織材料中常見的丙綸纖維上,形成連續的石墨烯層的顛覆性技術也為可穿戴電子設備開辟了廣泛的智能應用空間。
  由上可知,石墨烯的功能性應用前景大好,但由于石墨烯纖維的可紡性較差、成本高,一定程度上限制了其在紡織領域的發展。另外,隨著石墨烯在紡織品領域的應用,其生態環保性及穿著安全性也有待進一步的深入研究。(中棉行協)


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