有關納米纖維以及復合材質的應用，您知道是多少？

有關納米纖維

納米纖維（aerogel）是通過膠體粒子或高聚物分子結構互相集聚所組成的微結構多孔結構網絡架構，并且在孔隙中滿是氣體助懸劑的一種新型質輕固態(tài)原材料，具備很低的堆積密度（可低到0.002gcm-3）、高孔隙率（80%-99.8%）、高比表面（100-2000m2g-1）等優(yōu)點，從而使得其具有較好的隔絕特性、很低的導熱系數(shù)（0.01-0.04Wm-1K-1）及其高吸咐、催化反應和負載能力等優(yōu)良特性。隔熱保溫凝膠廠家表示，因而，納米纖維有希望做為隔熱保溫材料、防火材料、吸音材料、效率高吸附材料、金屬催化劑原材料、光學器件及電級能源材料等得到廣泛運用，被稱作“將來較具發(fā)展?jié)摿Φ氖笤牧现弧薄?/p>

納米纖維的種類

依據(jù)納米纖維的框架構成化學物質把它分成三類：無機物納米纖維，首要種類有硅納米纖維和氫氧化物納米纖維；有機化學納米纖維，該種類所使用的前身體多見間苯二酚-室內甲醛；碳氣凝膠，在惰性氣氛和持續(xù)高溫條件下，炭化有機化學納米纖維只留碳骨架構造。

此外，依據(jù)氣凝膠材料干燥方法的差異，可分為自然壓干躁納米纖維、低溫干燥納米纖維和超臨界萃取干躁納米纖維三種類型。

有關納米纖維復合材質

納米纖維復合材質通俗易懂來講是納米纖維+復合結構原材料根據(jù)加工工藝變?yōu)榧{米纖維復合材質。納米纖維特性較大，但是其相對較低的強度延展性等限制原材料的廣泛運用。隔熱保溫凝膠廠家表示，為提升氣凝膠材料的韌性抗壓強度，各種各樣增強材料（金屬材料/金屬氧化物、化學纖維、無防布和塑料薄膜等）與氣凝膠材料開展復合后制患上具有特殊的性能納米纖維復合材質。

納米纖維以及復合材質運用

1.納米纖維在保溫隔熱層面的應用

保溫材料（即熱絕緣層材料）能夠對傳熱過程有非常好的隔絕功效，是一類阻攔熱傳導的功能性材料。該原材料廣泛應用于工程建設領域。納米纖維能夠被作為隔熱材料運用在房屋建筑的外墻，具有隔熱保溫的功效。氣凝膠隔熱原材料的應用既不提升工程建筑外墻的厚度，還能節(jié)省建筑裝飾材料，減少建筑工程造價。隔熱保溫凝膠廠家表示，除此之外，納米纖維還能夠對氣體運輸管路開展隔熱保溫和保溫，對管路具有維護的功效。

2.納米纖維在聲層面的應用

納米纖維具備較低的相對密度，能夠促使聲波頻率在納米纖維里的傳播速率大幅度降低，二氧化硅納米纖維的相對密度為0.2g/cm3，聲波頻率在納米纖維里的傳播速率為100m/s。除此之外，納米纖維的品質比較輕，并且零污染，是一種非常好一點的吸音材料，被廣泛運用到工程建設領域。在城市里的住房和工廠生產線建設過程中應用氣凝膠材料，納米纖維能夠吸咐城市噪音及其工廠中生產的噪聲污染。

3.納米纖維在電力學層面的應用

納米纖維的相對介電常數(shù)比較低并且具有可調控性，因而，納米纖維可作為基板原材料用以集成電路芯片中。一般來說，基板原材料具有的相對介電常數(shù)與電子的計算速度反比，即相對介電常數(shù)越多，計算速度變慢。氣凝膠材料的相對介電常數(shù)比較小，能夠有效提升電子的計算速度。例如，二氧化硅納米纖維的相對介電常數(shù)比較低，僅1.008C2/(N·M2)，將其作為基板原材料，能夠促使電子的計算速度做到很快速率。并且，納米纖維是一種電絕緣層材料，防止了電源電路走電的可能性。除了上述的主要用途之外，氣凝膠材料又被廣泛運用到電子光學層面和化學金屬催化劑層面等。

4.納米纖維在污水處理層面的應用

納米纖維是一種多孔結構，具備很多較好的特點，如相對密度比較低，大一點的比表面和強的孔隙率等。這種特征的存有促使納米纖維可作為消化吸收水源里的放射性污染品的原材料來用，優(yōu)勢取決于，氣凝膠材料不但不會對水土資源導致環(huán)境污染，又可快速地清除環(huán)境污染品，清理水體，并且質優(yōu)價廉。

5.金屬氧化物以及復合型納米纖維

金屬氧化物納米纖維歸屬于納米纖維行業(yè)較完善的類型，一般采用醇鹽或酸鹽做為前驅體，選用強酸強堿二步催化反應方式制取成的，兼顧金屬氧化物及納米纖維二者的特點，在金屬氧化物原來優(yōu)異特性的前提下額外了質輕、高孔隙率、高比表面等特點，擴展了金屬氧化物氣凝膠材料的主要用途?，F(xiàn)階段，金屬氧化物納米纖維科學研究比較多的通常是SiO2、TiO2、ZrO2和Al2O3納米纖維及復合型納米纖維。

6.滲碳體以及復合型納米纖維

滲碳體是一種高韌性、高熔點和物理性質相對穩(wěn)定的化學物質，一般通過原點形成法紀得，在制取環(huán)節(jié)中操縱工藝指標將滲碳體做成納米纖維構造，可提高氣凝膠材料的應用環(huán)境溫度，從而擴展在高溫下應用領域，如航空航天、高溫窯爐、核技術等行業(yè)。

7.氮化合物以及復合型納米纖維

氮化合物納米纖維是一種新型無機物納米纖維，現(xiàn)階段的科學研究主要在Si3N4納米纖維和BN氣凝膠，還涉及到了少許別的氮化合物納米纖維的探索，如C3N4納米纖維和滲氮處理釩(VN)納米纖維。將氮化合物原材料制取成多孔結構納米纖維構造，將兼顧納米纖維與氮化合物的優(yōu)良特點，這對擴展氮化合物材料的特性具備十分重要意義，可是世界各國針對氮化合物納米纖維的探索仍然處于基礎階段，此類納米纖維的探索依然存在比較大發(fā)展機會。

8.高聚物基有機化學納米纖維

高聚物基有機化學納米纖維要以聚合物分子結構與膠體粒子中間以共價鍵或范德華力緊密結合所形成的具備多孔結構網絡架構的有機物與傳統(tǒng)無機物納米纖維對比，有機化學納米纖維特性完全取決于高聚物類型，因而高聚物基有機化學納米纖維具備靈活多變的設計方案性與特性可調性。高聚物基有機化學納米纖維主要包括聚氨酯材料(PU)、天冬聚脲(PUA)、聚酰亞胺(PI)等科學研究比較多的高聚物基有機化學納米纖維，伴隨著探索的深層次就出現(xiàn)了間規(guī)聚乙烯(sPS)、聚間苯二胺(PmPD)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、丙烯酸樹脂(PA)、聚吡咯(pPy)等其它高聚物基納米纖維的研究報道。

9.石墨烯材料納米纖維

石墨烯材料納米纖維(GA)又被稱為石墨烯泡沫、石墨烯材料海棉或是石墨烯材料宏觀經濟建筑結構。除開具備C納米纖維的一系列可靠特點外，GA還因為構建模塊可靠的理化性能而具有大孔結構和超彈性等獨特特性，從而成為了時下科學研究熱門話題。

10.量子點技術納米纖維

將量子點技術(QDs)引進納米纖維，能夠獲得既具有QDs優(yōu)良電子光學、催化反應特性，同時具有納米纖維吸咐、傳感器、保溫隔熱等特點的量子點技術納米纖維。量子點技術納米纖維作為一種前沿技術原材料，其可靠的特性將快速變成研究重要點。下邊可從催化反應、傳感器、充電電池、生物成像及其瑩光等主要用途各自詳細介紹量子點技術納米纖維的研究動態(tài)。

11.生物質燃料基有機化學及C納米纖維

繼金屬氧化物、滲碳體、氮化合物等無機物納米纖維和高聚物基傳統(tǒng)式有機化學納米纖維的探索以后，生物質燃料基有機化學納米纖維憑著原材料的遍布普遍和獲取途徑簡單等優(yōu)點而備受巨大的高度關注。與此同時，生物質燃料基原材料通常綠色無毒，廣泛具備相溶性、生物可降解性等特性，這較合乎現(xiàn)階段綠色化學核心理念。

氣凝膠材料現(xiàn)階段存在的問題及發(fā)展前景

1.形成機制尚需進一步科學研究。

盡管滲碳體、氮化合物、量子點技術、生物質燃料基有機化學及碳氣凝膠等新型氣凝膠材料早已得到取得成功制取，可是該類氣凝膠材料生成機制研究尚不足深層次，與此同時納米纖維網絡架構生長發(fā)育體制、表層構成及化學結構管控和持續(xù)高溫結構強度管控等都需要進一步科學研究，中后期需要把目光都集中在密度泛函理論及分子動力學計算和實驗研究緊密結合上，即從分子結構、分子層面對氣凝膠材料的形成機制開展深入分析與對氣凝膠材料性能進一步優(yōu)化管控。

2.功能性氣凝膠材料的探索尚需再次深層次。

納米纖維在電池材料、半導體器件、永磁材料等方面技術研究不夠健全，相關結構與特性關聯(lián)的探索尚未深層次，需要進一步分析其內在機制，揭露性能構造中間的相關性，與此同時性能好、多用途型氣凝膠材料還有待對氣凝膠材料性能進一步開發(fā)設計。

3.規(guī)模化生產難題還未解決。

在工業(yè)制造層面，納米纖維因價格昂貴、工程施工不容易限制其產業(yè)化運用，需要選用成本費更為低廉前驅體，融合成本較低的干躁方式，使生產工藝流程獲得健全，進一步降低氣凝膠材料成本，促進納米纖維的工業(yè)生產。唯有如此，氣凝膠材料才有望在將來變成推動經濟發(fā)展革新的超好材料，為人類生活帶來真意義上創(chuàng)新。