清华大学制备出高柔性、可拉伸的纳米线超晶格纤维_织物印花_印花技术

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清华大学制备出高柔性、可拉伸的纳米线超晶格纤维

集萃印花网 2019-08-14

【集萃网观察】

超细纳米线在光学、电学和磁学领域的应用前景引起了广泛关注。但常规的无机纳米线纤维通常不可拉伸且几乎没有弹性，限制了它的实际应用。超细无机纳米线在尺寸结构上与高分子链类似，因此湿纺和静电纺丝已被应用于制造纳米线纤维。迄今为止，通过湿纺已经获得了Bi₂S₃/金/羟基磷灰石纳米线纤维，并且通过静电纺丝法也已经获得了GdOOH 纳米线纤维。获得的纳米线纤维具有良好的光学或机械性能，但由于缺乏适当的层次结构，到目前为止获得的纳米纤维的可拉伸性和断裂伸长率都很低。

清华大学王训团队受到樱桃树皮中螺旋状纤维素的启发，将这种特性应用于柔性纳米线的制造中。将长度为数百纳米，直径小于1纳米的GdOOH纳米线纺丝原液通过湿纺来制造纳米线纤维。在注射应力、剪切力和溶剂交换的影响下，通过控制纺丝原液和凝固浴，流动速率等可以得到有序的弹簧状纳米线结构，从而获得高度可拉伸的柔性纳米线纤维。该纳米线纤维断裂伸长率通常可以达到40%~50％，最高伸长率可达86％，并且该纳米线纤维在缠绕、弯曲和扭曲的情况下都不会产生任何裂缝。通过拉伸试验中的结构转变和同步加速器小角X射线散射（SAXS）研究得出，纤维中整齐的弹簧状纳米线组装超晶格是产生该特性的主要原因，并且通过添加无机纳米颗粒，能够使该纳米线纤维进一步增强增韧。

GdOOH 纳米线纤维的制造工艺和形态特征

纳米线纤维的机械特性

纳米线纤维拉伸和断裂下的表征

相关论文以“Highly Flexible and Stretchable Nanowire Superlattice Fibers Achieved by Spring-Like Structure of Sub-1 nm Nanowires”为题，发表在《Advanced Functional Materials》上。

来源：高分子科学前沿

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