Kot pomemben razred inteligentnih materialov so prevodna vlakna pritegnila široko pozornost materialnih krogov doma in v tujini. Njegove raziskave in razvoj so v vzponu in imajo dobre možnosti za uporabo v oblačilih, senzorjih in industrijskem tekstilu. Menijo, da se bodo z napredkom znanosti in tehnologije pametni materiali še naprej razvijali. Kot ena izmed glavnih različic pametnega tekstila bodo prevodna vlakna zagotovo pridobivala vse pomembnejši položaj na področju materialov.
Elektroprevodno vlakno se običajno nanaša na vlakno, katerega specifična upornost je pod 107Ω·cm pri standardnih pogojih (20 stopinj, 65% relativna vlažnost). Kategorije so naslednje: Slike
(1) Prevodno vlakno tipa kovinske spojine, upornost je 102-104Ω·cm, izdelano je z metodo sestavljenega predenja za lokalno mešanje prevodnih delcev visoke koncentracije v vlakno, črni prevodni delci uporabljajo saje, bela serija uporablja kovinski oksid. Na primer, površina antimonovega oksida, ki vsebuje majhno količino kositrovega oksida, je prevlečena s titanovim dioksidom, vlakno je relativno lahko, prožen, pralen in enostaven za obdelavo; lahko tudi kemično fiksira bakrovo spojino ali kovino za galvanizacijo z naknadno obdelavo.
(2) Kovinska prevodna vlakna. Ta vrsta vlaken je izdelana z uporabo prevodnih lastnosti kovine. Glavna metoda je metoda neposrednega vlečenja, to je, da se kovinska žica večkrat vleče skozi matrico, da se naredi vlakno s premerom 4-16 μm.
(3) Prevodna vlakna iz saj
Uporaba prevodnih lastnosti saj za izdelavo prevodnih vlaken je starejša in pogosta metoda. Metodo lahko razdelimo v naslednje tri kategorije: Slika
① Metoda dopinga: po mešanju saj in materiala, ki- tvori vlakno, saje tvorijo kontinuirano fazno strukturo v vlaknu, ki daje vlaknu prevodnost. Ta metoda na splošno uporablja metodo predenja kompozitnega plašča-jedra, ki ne vpliva na prvotne fizikalne lastnosti vlakna, ampak tudi naredi vlakno prevodno.
② Metoda premazovanja: Metoda premazovanja je nanos saj na površino navadnih vlaken. Metoda prevleke lahko uporablja vezivo za lepljenje saj na površino vlaken ali neposredno zmehča površino vlaken in jo veže s sajami. Pomanjkljivost te metode je, da saje zlahka odpadejo, občutek roke ni dober in saj ni enostavno enakomerno porazdeliti po površini vlaken.
③ Karbonizacija vlaken; nekatera vlakna, kot so poliakrilonitrilna vlakna, celulozna vlakna, vlakna na osnovi smole itd., so po karbonizacijski obdelavi glavna veriga vlaken v glavnem ogljikovi atomi, zaradi česar je vlakno prevodno. Najpogostejša metoda je metoda obdelave akrilnih vlaken z nizko-karbonizacijo. slika
(4) Prevodna polimerna vlakna
Polimerni materiali se običajno obravnavajo kot izolatorji, vendar je uspešen razvoj poliacetilenskih prevodnih materialov v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja to prekinil.
tradicionalna miselnost. Po tem so se zaporedno rodili polimerni prevodni materiali, kot so polianilin, polipirol in politiofen. Ljudje vodijo elektriko do polimernih materialov.
Tudi raziskave uspešnosti so postale obsežnejše. Obstajata dve glavni metodi za pripravo prevodnih vlaken z uporabo prevodnih polimerov: (1) metoda neposrednega predenja prevodnih polimernih materialov (2) metoda naknadne-obdelave.
Uporaba prevodnih vlaken
Prevodne tkanine iz prevodnih vlaken imajo odlične funkcije, kot so električna prevodnost, toplotna prevodnost, zaščita in absorpcija elektromagnetnih valov itd., in se pogosto uporabljajo v prevodnih mrežah in prevodnih kombinezonih v elektronski in energetski industriji; električna oblačila, električne grelne površine in električni grelni povoji v medicinski industriji; letalstvo, elektromagnetni zaščitni pokrov za vesoljsko industrijo in industrijo precizne elektronike itd. Prevodna vlakna se lahko uporabljajo na področjih, kot so antistatični tekstil, tekstil proti -elektromagnetnemu sevanju, pametni tekstil in vojaški tekstil.
Antistatični tekstil
Prevodno vlakno je funkcionalno vlakno z elektronsko prevodnostjo kot mehanizmom, ki odpravlja statično elektriko z elektronsko prevodnostjo in koronsko razelektritvijo. Ker vlakno vsebuje proste elektrone, njegove antistatične lastnosti niso odvisne od vlažnosti; Prevodna vlakna Liheng imajo kratko razpolovno-dobo napolnjenosti, v vsakem primeru pa lahko odstranijo statično elektriko v zelo kratkem času in uporabljajo prevodna vlakna za preprečevanje nastajanja statične elektrike in Nevarnost ima širok razpon okoljske prilagodljivosti. Glede na prevodnost prevodnega vlakna in strukturo tkanine je mogoče antistatični učinek doseči z mešanjem 0,05% do 5% prevodnega vlakna v splošno vlakno. Delovna oblačila iz prevodnih vlaken z antistatičnim učinkom, primerna za naftna polja, predelavo nafte, premogovnike, elektronsko industrijo, industrijo fotoobčutljivih materialov in druge vnetljive in eksplozivne priložnosti ter primerna tudi za sterilna oblačila brez prahu ali posebne filtrirne materiale Počakajte.
Tkanine proti-elektromagnetnemu sevanju
Elektromagnetna zaščita je uporaba prevodnih materialov z nizko-upornostjo za odboj in vodenje elektromagnetnih tokov ter ustvarjanje toka in magnetne polarizacije, ki je nasprotna prvotnemu magnetnemu polju znotraj prevodnega materiala, s čimer se zmanjša učinek sevanja prvotnega elektromagnetnega polja. Prevodna vlakna, ki se uporabljajo kot zaščita pred elektromagnetnim sevanjem, zahtevajo zelo nizko upornost, običajno le 10-6 do 10-2Ω/cm. V zadnjih letih je zaradi široke uporabe elektronske in električne opreme ter komunikacijske opreme motnje elektromagnetnega sevanja povzročile nepravilno delovanje opreme, slikovne in zvočne ovire ter škodo človeškemu telesu itd., kar je vzbudilo pozornost ljudi na razvoj materialov za elektromagnetno zaščito. slika
Z uporabo elektromagnetnih zaščitnih lastnosti prevodnih vlaken se lahko uporablja za izdelavo elektromagnetnih ščitov za natančne elektronske komponente, visoko{0}}frekvenčne varilne stroje itd., za izdelavo sten in stropov hiš s posebnimi zahtevami ter stenske obloge, ki absorbirajo radijske valove. Na Japonskem se prevodna vlakna, površinsko prevlečena z bakrom, zmešajo ali izdelajo v ne-tkane tkanine, ki se zdaj pogosto uporabljajo kot materiali za zaščito in absorpcijo elektromagnetnih valov, kot so prevleke za ladje, ki absorbirajo elektromagnetne valove.
Tekstilni senzor
Fleksibilno prevodno vlakno je izdelano iz senzorskega tekstila po principu elektronskih senzorjev. Ima prednosti lahkotnosti in prenosljivosti ter se pogosto uporablja na različnih področjih. Fleksibilni nosljivi senzorji so v glavnem namenjeni zaznavanju in spremljanju različnih človeških dejavnosti ter imajo široko paleto aplikacij pri zaznavanju gibanja, spremljanju osebnega zdravja, inteligentnih robotih in interakciji-človeka z računalnikom. slika
Tradicionalnih deformacijskih senzorjev, kot so tisti na osnovi kovinske folije in polprevodnikov, ni mogoče uporabiti za prilagodljive nosljive senzorje, ker nimajo dobre prilagodljivosti in imajo majhen zaznavni razpon (<5%). Some nanomaterials have been applied to various flexible strain sensors, such as carbon nanotubes, graphene and metal nanowires, because of their good mechanical flexibility and electrical conductivity. Although some progress has been made, there are still two main problems today: one is that it is difficult to obtain high sensitivity and a large sensing range at the same time; the other is that the current flexible sensors have many functions and single functions, for example, they can only sense tensile strain. It cannot sense other deformations such as bending and torsion at the same time, so it is not suitable for sensing complex and delicate human activities. Japan Taiyo Industry Co., Ltd. uses carbon fiber to develop a sensor that detects the maximum strain, which can be used for safety diagnosis of structures such as buildings, roads, factories, airplanes, and ropeways.
Vojaški tekstil
Prihodnja vojna za vojaški tekstil bo informacijska vojna pod visoko-tehnološkimi pogoji. V takšnih vojnah je tempo delovanja hiter, pogostost prehodov v ofenzivo in obrambo je hitra, vojne razmere se hitro spreminjajo, bojna oprema tradicionalnih vojakov pa se zdi resno zaostala. Za izboljšanje celostnih bojnih zmogljivosti vojakov na sodobnem bojišču je treba izboljšati sposobnost vojakov za pridobivanje, obdelavo in posredovanje informacij, da bi lahko vojakovo razumevanje situacije na bojišču doseglo višjo raven. Informacijska oblačila iz prevodnih vlaken temu ravno ustrezajo. Ena zahteva. slika
Večina prevodnih vlaken je občutljivih na elektriko in toploto. Tkanina, stkana iz prevodnih vlaken, lahko prepreči izvidovanje s termovizijsko opremo in se lahko izdela v termovizijsko zaščitno obleko za posameznega vojaka. Prevodna vlakna se mešajo s substrati z nizkim dielektrikom, kot sta smola in guma, da se izdelajo materiali, ki absorbirajo elektromagnetne valove, ki lahko absorbirajo radarske valove, se izognejo radarskemu sledenju in dosežejo namen prikritega orožja in opreme. Vojaška-uniforma, ki spreminja barvo, ki so jo razvile Združene države, naj bi tkanini dodala prevodno vezje, sestavljeno iz prevodnih vlaken. Z nadzorom temperature se spreminja termokromno črnilo v vojaški uniformi, tako da se barva vojaške uniforme spreminja glede na barvo zunanjega okolja. Okoljsko reaktivna kamuflaža.
Druge uporabe prevodnih vlaken
Druge aplikacije Z izbiro funkcionalnih prevodnih dodatkov je mogoče pripraviti vlaknate materiale z drugimi funkcijami poleg prevodne, kot sta antibakterijska in daljno infrardeča. Japonska korporacija Mitsubishi uporablja tehnologijo predenja kompozitov za mešanje visoko{1}}koncentriranih belih prevodnih keramičnih delcev v jedru, da postane vlakno prevodno. Hkrati, ker imajo dodani keramični delci značilnosti pretvorbe svetlobe-v-toploto, se lahko po mešanju tega vlakna z običajnimi vlakni v količini 10 % temperatura tkanine dvigne na 28 stopinj pod virom svetlobe. To vlakno uporabnika ne le segreje, temveč je po pranju z vodo čas sušenja na soncu 2/3 časa običajnega vlakna. Hitro{11}}sušenje je dodatna značilnost tega vlakna. Ker so prevodni delci tega vlakna v jedru vlakna, običajna obdelava, pranje, barvanje itd. ne bodo vplivali na prevodnost vlakna.
