纤维是纺织研究所 [1] 定义的一种材料,是指具有柔韧性、细度和高长度与厚度之比的物质单位。在不同领域,纤维具有非常广泛的含义,例如用于食品补充剂的纤维以及植物或人体内的纤维。纤维通常是指制造纺织纱线和织物的基本单元。但纺织纤维应具有一些特定的属性。例如,棉花植物含有足够强韧和柔软的纤维,可以纺成纱线,然后通过纺织加工织造或编织成织物,但人类的头发不属于纺织纤维,因为它无法满足上述属性。所以,我们可以说所有纺织品都是由纤维制成的,但并非所有纤维都可用于制造纺织品。将纤维捻成纱线的重要要求包括长度至少 5 毫米、粘结性、柔韧性和足够的强度,其他重要特性包括弹性、细度、均匀性、光泽和耐用性。还需要记住的是,并非所有纺织纤维都是一样的 [2]。每种纤维都具有不同的特性,因此会产生不同的纺织品。有些纤维的保温性比其他纤维更好,有些纤维的染色性很好,有些纤维更耐用,而有些纤维更舒适 [3]。纤维材料的来源可能是有机、无机或金属。它们是通过将组成原子连接成分子而形成的细小结构。纤维材料可分为两大类:天然纤维和化学或人造纤维。天然纤维的生长缓慢,在结构上受遗传控制,而人造纤维的生产速度很快。天然纤维包括植物纤维(如棉、亚麻、苎麻、黄麻和大麻)、动物纤维(如蚕丝、羊毛和毛发纤维)和矿物纤维(如石棉)。合成纤维包括再生纤维(如粘胶纤维和醋酸纤维)、合成纤维(如聚酯、聚酰胺、聚烯烃)和无机纤维(如具有完全无定形或微晶结构的玻璃纤维和碳纤维)[4]。另一类是高性能纤维,即经过加工制成的纤维,其拉伸性能和其他机械性能均有所提高。
国际计划委员会Vidmantas Gulbinas(Lithuania,Vilnius)Heinz-WilhelmHübers(柏林,德国)SauliusJuršėnas(Vilnius,Lithuania)Andriy Kadashchuk(基辅,Kiev,Ukraine) Hir(芬兰Joensuu) IUS,立陶宛)Piotr Wojnar(波兰华沙)Val Zwiller(瑞典斯德哥尔摩)RenataButkutė(Lithuania Vilnius) - 秘书Gintaras Valuesiss(Vilnius,Lithuania,Lithuania) - 椅子
新兴的研究主要涉及与未来行业新材料设计有关的环境和经济问题。在过去的几十年中,各种工业部门都试图用天然纤维作为聚合物复合材料的增强剂代替合成纤维。复合材料由于其有利和出色的特性而为一个年龄提供了大量的研究和工业工作。此外,它们可以通过低投资生产和处理[1]。复合材料是纤维/填充剂和矩阵(聚合物)的组合。可以通过使用基本聚合物基质的杂化(一两个纤维)来安排纤维和基质的组合。使用纤维的主要目的是为复合材料提供强度。影响纤维的特性的因素是长度,方向,形状和材料[2]。基于用于制造的聚合物,可以自然或合成选择纤维。纤维称为天然纤维,例如黄麻,拉米,剑麻,大麻,coir,grewia optiva,silk,bamboo等。另一方面,通过各种人造过程制造的纤维称为合成纤维,例如碳,凯夫拉尔,玻璃等。自然和合成纤维在用于制造复合材料的聚合物方面都有其自己的优点和缺点。天然纤维的另一个主要缺点是由于存在纤维素而对水的影响。有时,纤维以混合形式应用于两者的优势与合成纤维相比,天然纤维是环境友好,可再生,便宜,非危险性,非抛光和易于使用的,但是使用天然纤维的弊端与合成纤维相比是低的机械性能[3]。这种亲水性会导致纤维和基质之间的界面粘合不佳。另一方面,合成纤维,是疏水材料,与聚体形成良好的键合。
随着设备加工精度的发展和半导体材料掺杂的均匀性,由于设备的生产过程,由铜所代表的金属互连设备的瓶颈变得越来越明显。金属的性能在微尺度上显着恶化,而碳纳米管组件结构在此规模上具有很大的优势。除了具有高于铜的高电导率外,CNT还具有出色的导热率,可以支持良好的热管理和热量耗散。CNT的另一个重要方面与其焊料的独特特征和高频工作能力有关。纳米焊接技术涉及局部加热CNT bers以产生交联的bers。1,2基于这项技术,可以通过CNTber构建各种结构,包括2D网络和3D笼子,并且可以生产可编程的电路。此外,CNT可以在40 GHz或更高频率的高频率下使用高性能,这代表了由于其性质而无法克服的金属的局限性。此外,散热已成为限制
近年来,天然纤维增强复合材料由于其质量轻、耐磨、可燃、无毒、成本低和可生物降解等特性而受到广泛关注。在各种天然纤维中,亚麻、竹、剑麻、大麻、苎麻、黄麻和木纤维尤其受到关注。世界各地对利用天然纤维作为增强材料来制备各种类型复合材料进行了大量研究。然而,缺乏良好的界面黏附力、熔点低和耐湿性差使得天然纤维增强复合材料的使用不那么有吸引力。天然纤维的预处理可以清洁纤维表面、对表面进行化学改性、停止吸湿过程并增加表面粗糙度。在各种预处理技术中,接枝共聚和等离子处理是天然纤维表面改性的最佳方法。天然纤维与乙烯基单体的接枝共聚物可在基质和纤维之间提供更好的粘合性。本文回顾了预处理天然纤维在聚合物基质复合材料中的应用。还讨论了天然纤维表面改性对纤维和纤维增强聚合物复合材料性能的影响。POLYM. ENG. SCI.,49:1253–1272,2009 年。ª 2009 年塑料工程师协会
在将多种材料与不同的光学,电子和热机械特性相结合的最新进展中,从预成型的同一纤维中单层中,这为新一代的多层次纤维铺平了道路,并具有在光纤维长度尺度和成本上传递的独特功能和成本。迄今为止,已经使用这种策略来开发各种独特的设备,例如横向发射纤维激光器,检测到光线,热或声音在外表面上撞击其外表面的纤维以及含有结晶半导体芯的纤维。将这种纤维纳入未来的织物中,将导致具有复杂功能的纺织品。此外,多层纤维已经解决了光学纤维的传统应用中的长期问题,例如在空心核心全固定纤维中的光子带隙指导,并使机械鲁棒性具有机械鲁棒性,以使软玻璃中型中红外晶体燃烧器。我们回顾了这个新生但迅速增长的领域的最新进展,并突出了预计增长的领域。此外,这项研究中出现的见解指出了绘图过程本身可以用作制造方法的新方法。在术语中,我们描述了针对化学合成的多层纤维图和制造纳米结构(例如纳米线阵列和结构化纳米颗粒)的最新努力。
人体组织(例如肌肉、血管、肌腱/韧带和神经)具有纤维状束状形态,束内细胞和细胞外基质 (ECM) 以特定的 3D 方式有序排列,协调细胞和 ECM 发挥组织功能。通过利用新兴的“自下而上”生物制造技术将细胞纤维(含有活细胞的纤维)设计为活体构件,现在可以在体外重建/再造纤维状束状形态及其时空特定的细胞-细胞/细胞-ECM 相互作用,从而实现这些纤维组织的建模、治疗或修复。本文简要回顾了可用于制造细胞纤维的“自下而上”生物制造技术和材料,重点介绍了能够有效、高效地生产细细胞纤维的静电纺丝技术,以及通过适当设计的工艺,模拟天然纤维组织的 3D 细胞载运结构。强调了细胞纤维作为药物测试、细胞治疗和组织工程等领域的模型、治疗平台或组织类似物/替代品的重要性和应用。讨论了在高级层次结构和天然组织复杂动态细胞微环境的仿生学方面面临的挑战,以及细胞纤维在众多生物医学应用中的机会。
由于热拉伸技术具有高度的可扩展性、均匀性以及材料和结构兼容性,热拉伸多材料纤维在过去的二十年中得到了快速的发展。本文综述了基于不同功能结构的各种多材料纤维及其在不同领域的应用。我们从热拉伸纤维早期开发的光纤中实现的功能结构开始。随后,我们介绍了多材料纤维中典型的功能结构和为不同应用而创建的独特结构。接下来,我们介绍了打破热拉伸纤维的轴对称结构以扩展功能的早期尝试。此外,我们总结了在热拉伸纤维上创建表面结构的最新进展。最后,我们对这一热门主题在可穿戴设备和智能纺织品方面的发展进行了展望。
光纤维介于最常见的植入剂范围内,用于在神经系统中发光,用于光学集和红外神经刺激应用。逐渐变细的操作纤维可以提供均匀的光输送到大容量和空间分辨的照明,同时最少具有侵入性。然而,现在使用锥度用于神经应用的目前仅限于二氧化硅光纤维,其较大的年轻人的模型可能会在慢性设定中引起有害的异物反应。在这里,我们介绍了基于聚合物光纤维(POFS)的植入植入物的制造和优化。After numerically determining the optimal materials and taper geometry, we fabricated two types of POFs by thermal fiber drawing.通过化学蚀刻剂的化学蚀刻来实现锥度的制造,为此,已经测试过文献中的几种溶剂。还研究了不同参数对蚀刻过程和所获得的锥度质量的影响。在脑幻像中最终测试了产生的高质量基于锥度的植入物的大量照明体积。