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    石墨烯·蠶絲復合材料研究進展(一)
    發布時間:2019-12-02


    自2004年英國曼徹斯特大學2位學者發現石墨烯后,石墨烯的研究熱潮方興未艾。

    石墨烯是由碳原子以sp2雜化軌道形式組成的六角型蜂巢晶格的二維納米材料,是構成零維富勒烯、一維碳納米管、三維石墨等碳材料的基本單元。




    石墨烯是目前世界上最薄的二維材料,擁有極其優異的光、電、熱、力學性能,在光電器件、生物醫學材料、吸附材料領域有大量的研究和應用。

    石墨烯從發現到現在僅有十多年的歷史,卻已經成為極具應用潛力、可廣泛服務于經濟和社會發展的新材料,被譽為“黑黃金”。

    工業和信息化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合下發的《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》指出:發展石墨烯材料具有重要的現實意義,有利于帶動石墨烯下游產業的技術進步,有利于提升創新能力和加快轉型升級。




    蠶絲光澤絢麗柔和,手感細膩、滑爽,懸垂性好,吸濕和透氣性好,在我國的國民經濟和對外交流中發揮了重要的作用。但是蠶絲及其制品在使用過程中仍然存在易皺、不耐磨、泛黃、褪色、抗菌和抗紫外線性能差等缺陷。

    特別是隨著智能可穿戴設備的盛行,傳統的真絲產品已經難以滿足人們對智能服裝的要求,因此,為擴大蠶絲的適用范圍,提高蠶絲制品的附加值,使用納米材料對蠶絲進行改性成為研究熱點。




    將石墨烯材料用于改性蠶絲纖維,能夠賦予蠶絲優異的導電、抗菌和抗紫外線等性能,提高蠶絲特性,拓展蠶絲功能,從而使得蠶絲能夠應用于生物、醫學、光電材料、可穿戴器件等更多領域。

    基于喂食法的石墨烯/蠶絲復合材料

    傳統的石墨烯/紡織纖維復合材料主要是基于后整理法,將石墨烯材料附著在紡織纖維表面,從而賦予紡織材料功能性。

    但是后整理法的主要不足在于紡織纖維和石墨烯之間缺乏有效的鍵合作用,其結合牢度和耐洗牢度有待提高,因而有研究者提出了采用綠色、環保、可持續的喂食石墨烯材料法改性蠶絲纖維。




    石墨烯喂食

    家蠶屬于完全變態發育,經過卵、幼蟲、蛹和成蟲4個發育階段。家蠶幼蟲時期又分為一齡蠶、二齡蠶、三齡蠶、四齡蠶、五齡蠶5個階段,期間經歷 4次眠期、4次蛻皮。

    石墨烯喂食法主要分為2種:一是將石墨烯材料噴灑在桑葉上或將桑葉浸漬在石墨烯溶液中;另外一種是將石墨烯材料混在家蠶的人工飼料中,家蠶在進食過程中攝入石墨烯材料,一旦被吸收后,石墨烯材料有可能到達并聚集在絲腺器官中,最終在成絲過程中進入蠶絲纖維。(未完待續)


    圖文參考于《紡織學報》


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