Kao važna klasa inteligentnih materijala, provodna vlakna su privukla široku pažnju materijalnih krugova u zemlji i inostranstvu. Njegovo istraživanje i razvoj su u usponu i imaju dobre izglede za primjenu u odjeći, senzorima i industrijskom tekstilu. Vjeruje se da će se s napretkom nauke i tehnologije pametni materijali nastaviti razvijati. Kao jedna od glavnih varijanti pametnog tekstila, provodna vlakna će zasigurno dobiti sve važniju poziciju u području materijala.
Elektroprovodno vlakno se obično odnosi na vlakno čija je specifična otpornost ispod 107Ω·cm u standardnim uslovima (20 stepeni, 65% relativne vlažnosti). Kategorije su sljedeće: Slike
(1) Provodno vlakno tipa metalnih spojeva, otpornost je 102-104Ω·cm, napravljeno je metodom složenog predenja da se lokalno miješaju provodljive čestice visoke koncentracije u vlakno, crne provodne čestice koriste čađu, bijele serije koriste metalni oksid Na primjer, površina antimon oksida koji sadrži malu količinu kalajnog dioksida je relativni premaz kalajnog dioksida, relativni premaz kalajnog dioksida fleksibilan, periv i lak za obradu; takođe može hemijski fiksirati jedinjenje bakra ili metal za galvanizaciju kroz naknadnu obradu.
(2) Metalno provodljivo vlakno. Ova vrsta vlakana je napravljena korištenjem provodljivih svojstava metala. Glavna metoda je metoda direktnog izvlačenja, odnosno metalna žica se više puta provlači kroz matricu kako bi se dobilo vlakno promjera 4-16 μm.
(3) provodna vlakna čađe
Korištenje provodljivih svojstava čađe za pravljenje provodnih vlakana je starija i uobičajena metoda. Metoda se može podijeliti u sljedeće tri kategorije: Slika
① Metoda dopinga: Nakon miješanja čađe i materijala za -formiranje vlakana, čađa formira kontinuiranu faznu strukturu u vlaknu, što daje provodljivost vlakana. Ova metoda općenito koristi kompozitnu metodu predenja omotača-koja ne utječe na originalna fizička svojstva vlakna, ali također čini vlakno provodljivim.
② Metoda premaza: Metoda premaza je premazivanje čađe na površini običnih vlakana. Metoda premaza može koristiti vezivo za vezivanje čađe na površinu vlakana ili direktno omekšati površinu vlakana i povezati je sa čađom. Nedostatak ove metode je što se čađa lako otpada, nije dobar osjećaj na ruci, a čađu nije lako ravnomjerno rasporediti po površini vlakana.
③ Tretman karbonizacije vlakana; neka vlakna, kao što su poliakrilonitrilna vlakna, celulozna vlakna, vlakna{0}}na bazi smole, itd., nakon obrade karbonizacijom, glavni lanac vlakana su uglavnom atomi ugljika, što vlakno čini provodljivim. Najčešća metoda je metoda obrade akrilnih vlakana niskom{3}}karbonizacijom. slika
(4) Konduktivna polimerna vlakna
Polimerni materijali se obično smatraju izolatorima, ali uspješan razvoj poliacetilenskih provodljivih materijala 1970-ih to je prekinuo.
tradicionalni način razmišljanja. Nakon toga su sukcesivno nastajali polimerni provodljivi materijali kao što su polianilin, polipirol i politiofen. Ljudi provode struju do polimernih materijala.
Istraživanje učinka je također postalo opsežnije. Postoje dvije glavne metode za pripremu provodljivih vlakana korištenjem provodljivih polimera: (1) Metoda direktnog predenja provodljivih polimernih materijala (2) Metoda naknadne obrade.
Primjena provodnih vlakana
Vodljive tkanine napravljene od provodljivih vlakana imaju odlične funkcije kao što su električna provodljivost, provodljivost toplote, zaštita i apsorpcija elektromagnetnih talasa, itd., i široko se koriste u provodnim mrežama i provodljivim kombinezonima u elektronskoj i energetskoj industriji; električna odjeća, električne grijaće površine i električni grijaći zavoji u medicinskoj industriji; vazduhoplovstvo, elektromagnetski zaštitni poklopac za vazduhoplovnu i preciznu elektronsku industriju, itd. Konduktivna vlakna se mogu koristiti u oblastima kao što su antistatički tekstil, tekstil protiv-elektromagnetnog zračenja, pametni tekstil i vojni tekstil.
Antistatički tekstil
Provodno vlakno je funkcionalno vlakno sa elektronskom provodljivošću kao mehanizmom, koji eliminiše statički elektricitet putem elektronske provodljivosti i koronskog pražnjenja. Budući da vlakno sadrži slobodne elektrone, njegova antistatička svojstva ne ovise o vlažnosti; Liheng vodljivo vlakno ima kratko poluvrijeme punjenja-u svakom slučaju, može eliminirati statički elektricitet u vrlo kratkom vremenu, i koristiti provodna vlakna da spriječi stvaranje statičkog elektriciteta. Opasnost ima širok raspon prilagodljivosti okoline. Prema provodljivosti provodnog vlakna i strukturi tkanine, antistatički efekat se može postići mešanjem 0,05% do 5% provodnog vlakna u opšte vlakno. Radna odjeća od provodljivih vlakana sa antistatičkim efektom, pogodna za naftna polja, preradu nafte, rudnike uglja, elektronsku industriju, industriju fotoosjetljivih materijala i druge zapaljive i eksplozivne prilike, a pogodna je i za sterilnu odjeću-bez prašine ili posebne filter materijale Čekajte.
Tekstil protiv -elektromagnetnog zračenja
Elektromagnetna zaštita je upotreba provodnih materijala niske-otpornosti za reflektiranje i vođenje elektromagnetnih struja i stvaranje struje i magnetske polarizacije suprotne originalnom magnetskom polju unutar provodnog materijala, čime se smanjuje efekat zračenja originalnog elektromagnetnog polja. Provodna vlakna koja se koriste kao zaštita od elektromagnetnog zračenja zahtijevaju vrlo nisku otpornost, obično samo 10-6 do 10-2Ω/cm. Posljednjih godina, zbog široke primjene elektronske i električne opreme i komunikacione opreme, smetnje elektromagnetnog zračenja uzrokovale su neispravan rad opreme, ometanje slike i zvuka, oštećenja ljudskog tijela i sl., što je izazvalo pažnju javnosti na razvoj elektromagnetnih zaštitnih materijala. slika
Koristeći svojstva elektromagnetne zaštite provodnih vlakana, može se koristiti za izradu elektromagnetnih štitova za precizne elektronske komponente, -mašine za visokofrekventno zavarivanje, itd., za izradu zidova i plafona kuća sa posebnim zahtjevima i zidnih obloga koje apsorbuju radio talase. U Japanu se provodna vlakna obložena bakrom na površini miješaju ili prave u ne-netkane tkanine, koje se danas naširoko koriste kao materijali za zaštitu i upijanje elektromagnetnih valova, kao što su pokrivači za brodove koji apsorbiraju elektromagnetne valove.
Tekstilni senzor
Fleksibilno provodljivo vlakno napravljeno je od senzorskog tekstila po principu elektronskih senzora. Ima prednosti lakoće i prenosivosti, te se široko koristi u raznim poljima. Fleksibilni nosivi senzori uglavnom su namijenjeni otkrivanju i praćenju različitih ljudskih aktivnosti, i imaju širok spektar primjena u detekciji pokreta, praćenju ličnog zdravlja, inteligentnim robotima i interakciji ljudi{2}}računara. slika
Tradicionalni senzori naprezanja, poput onih baziranih na metalnoj foliji i poluvodičima, ne mogu se primijeniti na fleksibilne nosive senzore jer nemaju dobru fleksibilnost i imaju mali domet detekcije (<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.
Vojni tekstil
Budući rat za vojni tekstil bit će informirani rat pod visoko{0}}uvjetima. U takvim ratovima, tempo operacija je brz, učestalost ofanzivnih i defanzivnih prijelaza je velika, a ratna situacija se brzo mijenja, a tradicionalna borbena oprema vojnika izgleda ozbiljno zaostala. Da bi se poboljšale sveobuhvatne borbene sposobnosti vojnika na savremenom bojnom polju, potrebno je unaprijediti sposobnost vojnika da stječu, obrađuju i prenose informacije, kako bi razumijevanje situacije na bojnom polju kod vojnika moglo dostići viši nivo. Informativna odjeća napravljena od provodnih vlakana upravo to ispunjava. Jedan uslov. slika
Većina provodnih vlakana je osjetljiva na električnu energiju i toplinu. Tkanina tkana od provodnih vlakana može spriječiti izviđanje pomoću termovizijske opreme i može se napraviti u termovizijsku zaštitnu odjeću za pojedine vojnike. Konduktivna vlakna su spojena sa niskim dielektričnim supstratima kao što su smola i guma kako bi se napravili materijali za apsorpciju elektromagnetnih valova, koji mogu apsorbirati radarske valove, izbjeći radarsko praćenje i postići svrhu stelt oružja i opreme. Vojna uniforma{3}}koja mijenja boju koju su razvile Sjedinjene Države je dodavanje provodnog kola sastavljenog od provodnih vlakana na tkaninu. Kontrolom temperature mijenja se termokromno mastilo u vojnoj uniformi, tako da se boja vojne uniforme mijenja u skladu s bojom vanjskog okruženja. Ekološki reaktivna kamuflaža.
Druge upotrebe provodnih vlakana
Ostale primjene Odabirom funkcionalnih provodljivih aditiva mogu se pripremiti i vlaknasti materijali s drugim funkcijama osim provodljive funkcije, kao što su antibakterijski i daleko infracrveni. Japanska Mitsubishi Corporation koristi kompozitnu tehnologiju predenja za miješanje bijelih provodljivih keramičkih čestica visoke{1}}koncentracije u jezgru kako bi vlakno učinilo provodljivim. Istovremeno, pošto dodane keramičke čestice imaju karakteristike konverzije svjetlosti{3}}u-toplotu, nakon miješanja ovog vlakna sa konvencionalnim vlaknima u količini od 10%, temperatura tkanine se može podići na 28 stepeni ispod izvora svjetlosti. Ovo vlakno ne samo da čini da se nosilac osjeća toplim, već nakon pranja vodom, njegovo vrijeme sušenja na suncu je 2/3 vremena za konvencionalno vlakno. Svojstvo brzo{11}sušenja je dodatna karakteristika ovog vlakna. Pošto su provodljive čestice ovog vlakna u jezgri vlakna, uobičajena obrada, pranje, bojenje itd. neće uticati na provodljivost vlakna.
