Sebagai kelas penting bahan pintar, serat konduktif telah menarik perhatian yang meluas dari kalangan bahan di rumah dan di luar negara. Penyelidikan dan pembangunannya adalah di Ascendant, dan mereka mempunyai prospek aplikasi yang baik dalam pakaian, sensor dan tekstil perindustrian. Adalah dipercayai bahawa dengan kemajuan sains dan teknologi, bahan pintar akan terus berkembang. Sebagai salah satu jenis utama tekstil pintar, gentian konduktif pasti akan mendapat kedudukan yang semakin penting dalam bidang bahan.
Serat elektrokonduktif biasanya merujuk kepada serat yang rintangan spesifiknya di bawah 107Ω · cm di bawah keadaan standard (20 darjah, 65% kelembapan relatif). Kategori adalah seperti berikut: Gambar
(1) Serat konduktif jenis kompaun logam, resistiviti adalah 102 - 104Ω · cm, ia dibuat dengan kaedah berputar kompaun untuk mencampurkan zarah konduktif kepekatan yang tinggi ke dalam serat, zarah konduktif hitam menggunakan siri hitam, putih menggunakan logam untuk memproses; Ia juga boleh membetulkan secara kimia sebatian tembaga atau logam elektroplating melalui pemprosesan pasca.
(2) Serat konduktif logam. Serat jenis ini dibuat menggunakan sifat konduktif logam. Kaedah utama adalah kaedah lukisan langsung, iaitu, dawai logam berulang kali ditarik melalui mati untuk membuat serat dengan diameter 4-16μm.
(3) serat konduktif hitam karbon
Menggunakan sifat konduktif karbon hitam untuk membuat gentian konduktif adalah kaedah yang lebih tua dan biasa. Kaedah ini boleh dibahagikan kepada tiga kategori berikut: Gambar
① Kaedah doping: Selepas mencampurkan karbon hitam dan serat - bahan pembentukan, karbon hitam membentuk struktur fasa berterusan dalam serat, yang memberikan kekonduksian serat. Kaedah ini umumnya menggunakan kaedah pemutar komposit teras -, yang tidak menjejaskan sifat fizikal asal serat, tetapi juga menjadikan serat konduktif.
② Kaedah salutan: Kaedah salutan adalah untuk melapisi karbon hitam di permukaan gentian biasa. Kaedah salutan boleh menggunakan pengikat untuk mengikat karbon hitam ke permukaan serat, atau secara langsung melembutkan permukaan serat dan ikatannya dengan karbon hitam. Kelemahan kaedah ini adalah bahawa karbon hitam mudah jatuh, rasa tangan tidak baik, dan karbon hitam tidak mudah diedarkan secara merata pada permukaan serat.
③ rawatan karbonisasi serat; Sesetengah serat, seperti serat polyacrylonitrile, serat selulosa, serat berasaskan padang -, dan lain -lain, selepas rawatan karbonisasi, rantaian utama serat adalah terutamanya atom karbon, yang menjadikan serat konduktif. Kaedah yang paling biasa ialah kaedah rawatan karbonisasi suhu - rendah serat akrilik. imej
(4) serat polimer konduktif
Bahan polimer biasanya dianggap sebagai penebat, tetapi kejayaan pembangunan bahan konduktif polyacetylene pada tahun 1970 -an memecahkan ini
Pemikiran tradisional. Selepas itu, bahan konduktif polimer seperti polyaniline, polypyrrole, dan polythiophene dilahirkan secara berturut -turut. Orang menjalankan elektrik ke bahan polimer.
Penyelidikan prestasi juga menjadi lebih luas. Terdapat dua kaedah utama untuk menyediakan gentian konduktif menggunakan polimer konduktif: (1) kaedah pemutar langsung bahan polimer konduktif (2) post - kaedah pemprosesan.
Permohonan serat konduktif
Kain konduktif yang diperbuat daripada gentian konduktif mempunyai fungsi yang sangat baik seperti kekonduksian elektrik, pengaliran haba, perisai dan penyerapan gelombang elektromagnet, dan sebagainya, dan digunakan secara meluas dalam jaring konduktif dan pakaian konduktif dalam industri elektronik dan kuasa; pakaian elektrik, permukaan pemanasan elektrik, dan pembalut pemanasan elektrik dalam industri perubatan; Penerbangan, perlindungan perisai elektromagnet untuk industri elektronik aeroangkasa dan ketepatan, dan lain -lain. Serat konduktif boleh digunakan dalam bidang seperti tekstil antistatik, anti - tekstil radiasi elektromagnet, tekstil pintar dan tekstil tentera.
Tekstil antistatik
Serat konduktif adalah serat berfungsi dengan pengaliran elektronik sebagai mekanisme, yang menghilangkan elektrik statik melalui pengaliran elektronik dan pelepasan korona. Oleh kerana serat mengandungi elektron bebas, sifat antistatiknya tidak bergantung kepada kelembapan; Serat konduktif Liheng mempunyai caj singkat separuh - kehidupan, dalam apa jua keadaan, ia boleh menghapuskan elektrik statik dalam masa yang sangat singkat, dan menggunakan serat konduktif untuk mencegah elektrik statik daripada menjana dan bahaya mempunyai pelbagai penyesuaian alam sekitar. Menurut kekonduksian serat konduktif dan struktur kain, kesan antistatik dapat dicapai dengan mencampurkan 0.05% hingga 5% serat konduktif dalam serat umum. Pakaian kerja yang diperbuat daripada gentian konduktif dengan kesan antistatik, sesuai untuk medan minyak, pemprosesan petroleum, lombong arang batu, industri elektronik, industri bahan fotosensitif dan lain -lain peristiwa mudah terbakar dan letupan, dan juga sesuai untuk debu - pakaian steril percuma atau bahan penapis khas tunggu.
Anti - tekstil radiasi elektromagnet
Perisai elektromagnet adalah penggunaan bahan -bahan konduktif - yang rendah untuk mencerminkan dan membimbing arus elektromagnet, dan menghasilkan polarisasi semasa dan magnet bertentangan dengan medan magnet asal di dalam bahan konduktif, dengan itu mengurangkan kesan radiasi medan elektromagnetik asal. Serat konduktif yang digunakan sebagai perlindungan terhadap radiasi elektromagnet memerlukan resistiviti yang sangat rendah, biasanya hanya 10-6 hingga 10-2Ω/cm. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, disebabkan penggunaan peralatan elektronik dan elektrik dan peralatan komunikasi yang luas, gangguan radiasi elektromagnetik menyebabkan kelengkapan, imej dan halangan bunyi, dan membahayakan tubuh manusia, dan sebagainya, yang menimbulkan perhatian kepada perkembangan bahan pelindung elektromagnet. imej
Menggunakan sifat perisai elektromagnetik gentian konduktif, ia boleh digunakan untuk membuat perisai elektromagnet untuk komponen elektronik ketepatan, mesin kimpalan kekerapan tinggi -, dan lain -lain, untuk membuat dinding dan siling rumah dengan keperluan khas, dan penutup dinding yang menyerap radio. Di Jepun, serat konduktif yang disalut dengan tembaga di permukaan dicampur atau dibuat ke dalam kain tenunan bukan -, yang kini digunakan secara meluas sebagai pelindung gelombang elektromagnet dan menyerap bahan, seperti gelombang elektromagnet yang menyerap penutup untuk kapal.
Sensor tekstil
Serat konduktif yang fleksibel diperbuat daripada tekstil sensor berdasarkan prinsip sensor elektronik. Ia mempunyai kelebihan ringan dan mudah alih, dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Sensor yang boleh dipakai fleksibel terutamanya didedikasikan untuk mengesan dan memantau pelbagai aktiviti manusia, dan mempunyai pelbagai aplikasi dalam penginderaan gerakan, pemantauan kesihatan peribadi, robot pintar dan interaksi komputer manusia -. imej
Sensor ketegangan tradisional, seperti yang berdasarkan foil logam dan semikonduktor, tidak boleh digunakan untuk sensor yang boleh dipakai fleksibel kerana mereka tidak mempunyai fleksibiliti yang baik dan mempunyai julat yang dapat dikesan kecil (<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.
Tekstil tentera
Perang masa depan untuk tekstil tentera akan menjadi perang maklumat di bawah keadaan teknologi tinggi -. Dalam peperangan sedemikian, kadar operasi adalah pantas, kekerapan peralihan yang menyerang dan pertahanan adalah cepat, dan keadaan perang berubah dengan cepat, dan peralatan tempur tentera tradisional kelihatan serius ke belakang. Untuk meningkatkan keupayaan pertempuran yang komprehensif tentera di medan perang moden, adalah perlu untuk meningkatkan keupayaan tentera untuk memperoleh, memproses, dan menghantar maklumat, supaya pemahaman para askar tentang keadaan medan perang dapat mencapai tahap yang lebih tinggi. Pakaian maklumat yang diperbuat daripada gentian konduktif hanya memenuhi ini. Satu keperluan. imej
Kebanyakan gentian konduktif sensitif terhadap elektrik dan haba. Kain yang ditenun dari gentian konduktif dapat menghalang peninjauan oleh peralatan pengimejan haba, dan boleh dijadikan pakaian pelindung pengimejan haba untuk askar individu. Serat konduktif dikompaun dengan substrat dielektrik yang rendah seperti resin dan getah untuk membuat bahan menyerap gelombang elektromagnet, yang dapat menyerap gelombang radar, mengelakkan penjejakan radar, dan mencapai tujuan senjata dan peralatan stealth. Warna - menukar seragam ketenteraan yang dibangunkan oleh Amerika Syarikat adalah untuk menambah litar konduktif yang terdiri daripada serat konduktif ke kain. Dengan mengawal suhu, dakwat thermochromic dalam seragam tentera berubah, supaya warna seragam tentera berubah mengikut warna persekitaran luaran. Penyamaran reaktif alam sekitar.
Kegunaan serat konduktif lain
Aplikasi lain dengan memilih bahan tambahan konduktif berfungsi, bahan serat dengan fungsi lain selain fungsi konduktif juga boleh disediakan, seperti antibakteria dan jauh inframerah. Perbadanan Mitsubishi Jepun menggunakan teknologi berputar komposit untuk mencampurkan zarah seramik konduktif putih konsentrasi tinggi - dalam inti untuk menjadikan serat konduktif. Pada masa yang sama, kerana zarah -zarah seramik yang ditambah mempunyai ciri -ciri cahaya - ke - penukaran haba, selepas menggabungkan serat ini dengan serat konvensional dalam jumlah 10%, suhu kain boleh dinaikkan kepada 28 darjah di bawah sumber cahaya. Serat ini bukan sahaja menjadikan pemakai berasa hangat, tetapi selepas mencuci dengan air, masa pengeringannya di bawah sinar matahari adalah 2/3 dari serat konvensional. Cepat - Harta pengeringan adalah ciri tambahan serat ini. Oleh kerana zarah -zarah konduktif serat ini berada di teras serat, pemprosesan biasa, mencuci, pencelupan, dan lain -lain tidak akan menjejaskan kekonduksian serat.
