Kā svarīga viedo materiālu klase vadošās šķiedras ir piesaistījušas plašu materiālu aprindu uzmanību gan mājās, gan ārvalstīs. Tā pētniecība un attīstība ir augošā līmenī, un tiem ir labas pielietojuma iespējas apģērbu, sensoru un rūpniecisko tekstilizstrādājumu jomā. Tiek uzskatīts, ka, attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, viedie materiāli turpinās attīstīties. Kā viena no galvenajām viedo tekstilizstrādājumu šķirnēm vadošās šķiedras noteikti iegūs arvien nozīmīgāku vietu materiālu jomā.
Elektrovadošā šķiedra parasti attiecas uz šķiedru, kuras īpatnējā pretestība ir mazāka par 107Ω·cm standarta apstākļos (20 grādi, 65% relatīvais mitrums). Kategorijas ir šādas: Attēli
(1) Metāla savienojumu tipa vadoša šķiedra, īpatnējā pretestība ir 102-104Ω·cm, tā ir izgatavota ar salikto vērpšanas metodi, lai lokāli šķiedrā sajauktu augstas koncentrācijas vadītspējīgas daļiņas, melnās vadošās daļiņas izmanto oglekli, baltās sērijas izmanto metāla oksīdu Piemēram, antimona oksīda virsma, kas satur nelielu daudzumu alvas dioksīda, ir relatīvi elastīga, ar vieglo tīniju šķiedru, mazgājams un viegli apstrādājams; tas var arī ķīmiski nostiprināt vara savienojumu vai galvanizētu metālu, veicot pēcapstrādi.
(2) Metālu vadoša šķiedra. Šāda veida šķiedras ir izgatavotas, izmantojot metāla vadošās īpašības. Galvenā metode ir tiešā vilkšanas metode, tas ir, metāla stieple tiek atkārtoti izvilkta caur veidni, lai izveidotu šķiedru ar diametru 4-16 μm.
(3) Oglekļa vadoša šķiedra
Oglekļa vadošo īpašību izmantošana vadošu šķiedru izgatavošanai ir vecāka un izplatīta metode. Metodi var iedalīt šādās trīs kategorijās: Attēls
① Dopinga metode: pēc ogļu un šķiedru{0}}veidojošā materiāla sajaukšanas ogle veido nepārtrauktu fāzes struktūru šķiedrā, kas nodrošina šķiedras vadītspēju. Šajā metodē parasti tiek izmantota apvalka-kompozītu vērpšanas metode, kas neietekmē šķiedras sākotnējās fizikālās īpašības, bet arī padara šķiedru vadošu.
② Pārklājuma metode: Pārklāšanas metode ir parasto šķiedru virsmas pārklāšana ar oglekli. Pārklāšanas metodē var izmantot saistvielu, lai oglekli savienotu ar šķiedras virsmu, vai tieši mīkstinātu šķiedras virsmu un savienotu to ar ogli. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka ogle ir viegli nokrīt, rokas sajūta nav laba, un ogli nav viegli vienmērīgi sadalīt pa šķiedras virsmu.
③ šķiedru karbonizācijas apstrāde; dažas šķiedras, piemēram, poliakrilnitrila šķiedra, celulozes šķiedra, piķa-šķiedras utt., pēc karbonizācijas apstrādes šķiedras galvenā ķēde ir galvenokārt oglekļa atomi, kas padara šķiedru vadošu. Visizplatītākā metode ir akrila šķiedras zemas temperatūras karbonizācijas metode. attēlu
(4) Vadītspējīga polimēra šķiedra
Polimēru materiāli parasti tiek uzskatīti par izolatoriem, taču veiksmīgā poliacetilēna vadošo materiālu attīstība 1970. gados to pārtrauca.
tradicionālā domāšana. Pēc tam secīgi radās polimēru vadoši materiāli, piemēram, polianilīns, polipirols un politiofēns. Cilvēki vada elektrību polimēru materiāliem.
Veiktspējas izpēte ir kļuvusi arī plašāka. Ir divas galvenās metodes vadošu šķiedru sagatavošanai, izmantojot vadošus polimērus: (1) vadošu polimēru materiālu tiešās vērpšanas metode (2) pēcapstrādes metode.
Vadošās šķiedras pielietojums
Vadītspējīgiem audumiem, kas izgatavoti no vadošām šķiedrām, ir lieliskas funkcijas, piemēram, elektrovadītspēja, siltuma vadīšana, ekranēšana un elektromagnētisko viļņu absorbcija utt., un tos plaši izmanto vadošos tīklos un vadošos kombinezonos elektronikas un enerģētikas nozarēs; elektriskie apģērbi, elektriskās apsildes virsmas un elektriskās apsildes pārsēji medicīnas nozarē; aviācija, elektromagnētiskais ekranējums aviācijas un precīzās elektronikas nozarēm utt. Vadītspējīgas šķiedras var izmantot tādās jomās kā antistatiski tekstilizstrādājumi, anti-elektromagnētiskā starojuma tekstilizstrādājumi, viedie tekstilizstrādājumi un militārie tekstilizstrādājumi.
Antistatiski tekstilizstrādājumi
Vadošā šķiedra ir funkcionāla šķiedra, kuras mehānisms ir elektroniskā vadītspēja, kas novērš statisko elektrību, izmantojot elektronisko vadītspēju un koronaizlādi. Tā kā šķiedra satur brīvos elektronus, tās antistatiskās īpašības nav atkarīgas no mitruma; Liheng vadošajai šķiedrai ir īss uzlādes pusperiods{1}}, jebkurā gadījumā tā var likvidēt statisko elektrību ļoti īsā laikā un izmantot vadošo šķiedru, lai novērstu statiskās elektrības veidošanos, un apdraudējumam ir plašs pielāgošanās spējas videi. Atbilstoši vadošās šķiedras vadītspējai un auduma struktūrai antistatisko efektu var panākt, sajaucot 0,05% līdz 5% vadošās šķiedras vispārējā šķiedrā. Darba apģērbs, kas izgatavots no vadošām šķiedrām ar antistatisku efektu, piemērots naftas atradnēm, naftas pārstrādei, ogļraktuvēm, elektronikas rūpniecībai, gaismjutīgu materiālu rūpniecībai un citiem viegli uzliesmojošiem un sprādzienbīstamiem gadījumiem, kā arī piemērots sterilam-apģērbam vai īpašiem filtru materiāliem. Uzgaidiet.
Pret-elektromagnētiskā starojuma tekstilizstrādājumi
Elektromagnētiskā ekranēšana ir zemas -pretestības vadošu materiālu izmantošana, lai atspoguļotu un vadītu elektromagnētiskās strāvas, kā arī radītu strāvu un magnētisko polarizāciju pretēji sākotnējam magnētiskajam laukam vadošā materiālā, tādējādi samazinot sākotnējā elektromagnētiskā lauka starojuma efektu. Vadošām šķiedrām, ko izmanto kā aizsardzību pret elektromagnētisko starojumu, nepieciešama ļoti zema pretestība, parasti tikai 10-6 līdz 10-2Ω/cm. Pēdējos gados elektronisko un elektrisko iekārtu un sakaru iekārtu plašā pielietojuma dēļ elektromagnētiskā starojuma traucējumi izraisīja iekārtu nepareizu darbību, attēla un skaņas šķēršļus, kā arī kaitējumu cilvēka ķermenim u.c., kas izraisīja cilvēku uzmanību elektromagnētisko ekranēšanas materiālu izstrādei. attēlu
Izmantojot vadošo šķiedru elektromagnētiskās ekranēšanas īpašības, to var izmantot, lai izgatavotu elektromagnētiskos vairogus precīzijas elektroniskām detaļām, augstfrekvences metināšanas aparātiem u.c., lai izgatavotu sienas un griestus mājām ar īpašām prasībām, kā arī sienu pārklājumus, kas absorbē radioviļņus. Japānā vadošās šķiedras, kuru virsma ir pārklāta ar varu, tiek sajauktas vai izgatavotas no neaustiem audumiem, ko tagad plaši izmanto kā elektromagnētiskos viļņus aizsargājošus un absorbējošus materiālus, piemēram, elektromagnētiskos viļņus absorbējošus pārsegus kuģiem.
Tekstila sensors
Elastīgā vadošā šķiedra ir izgatavota no sensoru tekstilizstrādājumiem, pamatojoties uz elektronisko sensoru principu. Tam ir viegluma un pārnesamības priekšrocības, un to plaši izmanto dažādās jomās. Elastīgie valkājamie sensori galvenokārt ir paredzēti dažādu cilvēku darbību noteikšanai un uzraudzībai, un tiem ir plašs lietojumu klāsts kustības sensoros, personīgās veselības uzraudzībā, viedos robotos un cilvēka{2}}datoru mijiedarbībā. attēlu
Tradicionālos deformācijas sensorus, piemēram, tos, kuru pamatā ir metāla folija un pusvadītāji, nevar izmantot elastīgiem valkājamiem sensoriem, jo tiem nav laba elastība un mazs nosakāmais diapazons (<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.
Militārie tekstilizstrādājumi
Nākotnes karš par militārajiem tekstilizstrādājumiem būs informatīvs karš augsto tehnoloģiju apstākļos. Šādos karos operāciju temps ir ātrs, uzbrukuma un aizsardzības pāreju biežums ir ātrs, un kara situācija strauji mainās, un tradicionālais karavīru kaujas aprīkojums, šķiet, ir nopietni atpalicis. Lai uzlabotu karavīru visaptverošās kaujas spējas mūsdienu kaujas laukā, nepieciešams uzlabot karavīru spējas iegūt, apstrādāt un pārraidīt informāciju, lai karavīru izpratne par kaujas lauka situāciju sasniegtu augstāku līmeni. Informācijas apģērbs, kas izgatavots no vadošām šķiedrām, vienkārši atbilst tam. Viena prasība. attēlu
Lielākā daļa vadošo šķiedru ir jutīgas pret elektrību un siltumu. Audums, kas austs no vadošām šķiedrām, var novērst termiskās attēlveidošanas iekārtu izlūkošanu, un no tā var izgatavot termoattēlveidošanas aizsargapģērbu atsevišķiem karavīriem. Vadošās šķiedras ir savienotas ar zemu dielektrisku substrātiem, piemēram, sveķiem un gumiju, lai izgatavotu elektromagnētiskos viļņus absorbējošus materiālus, kas var absorbēt radara viļņus, izvairīties no radara izsekošanas un sasniegt slepeno ieroču un aprīkojuma mērķi. Amerikas Savienoto Valstu izstrādātā krāsa{3}}mainīgā militārā uniforma ir pievienot audumam vadošu ķēdi, kas sastāv no vadošām šķiedrām. Kontrolējot temperatūru, militārā formas tērpā tiek mainīta termohromā tinte, lai militārā formas tērpa krāsa mainās atbilstoši ārējās vides krāsai. Videi reaģējoša maskēšanās.
Citi vadošu šķiedru lietojumi
Citi pielietojumi Izvēloties funkcionālas vadošas piedevas, var sagatavot arī šķiedru materiālus ar citām funkcijām bez vadošās funkcijas, piemēram, antibakteriālus un tālu infrasarkano staru. Japānas korporācija Mitsubishi izmanto kompozītmateriālu vērpšanas tehnoloģiju, lai kodolā sajauktu augstas-koncentrācijas baltas vadošas keramikas daļiņas, lai padarītu šķiedru vadošu. Tajā pašā laikā, tā kā pievienotajām keramikas daļiņām piemīt gaismas -uz- siltumpārveides īpašības, pēc šīs šķiedras sajaukšanas ar parastajām šķiedrām 10% apmērā auduma temperatūru var paaugstināt līdz 28 grādiem zem gaismas avota. Šī šķiedra ne tikai liek lietotājam justies silti, bet pēc mazgāšanas ar ūdeni tās žūšanas laiks saulē ir 2/3 no parastās šķiedras laika. Ātri žūstošā īpašība ir šīs šķiedras papildu īpašība. Tā kā šīs šķiedras vadošās daļiņas atrodas šķiedras kodolā, parastā apstrāde, mazgāšana, krāsošana utt. neietekmēs šķiedras vadītspēju.
