前言
早在7000多年前,人类就能够从自然界中获取棉、麻、丝、毛等天然纤维,并将其用于遮体保暖。随着化学工业和高分子材料的迅速发展,一系列合成高分子纤维不断涌现,不仅满足了日常生活中人们对服装、家用纺织品的需求,还广泛应用于医疗卫生、环境、能源等高新技术领域。
20世纪80年代末,纳米技术的迅速兴起带动了纳米材料的蓬勃发展和广泛应用,使其成为推动当代科学技术进步的重要力量。纳米纤维作为一维纳米材料,不仅具有显著的尺寸效应,还在光、热、电、磁等方面表现出诸多新奇的特性,可显著提升材料的性能并拓宽其应用领域。目前,纳米纤维的制备方法主要有模板法、闪蒸法、海岛法、静电纺丝法等,其中静电纺丝技术因具有制造装置简单、纤维结构可调性好、技术结合性强等优势,已成为制备纳米纤维的主要途径之一。静电纺纳米纤维材料具有比表面积大、孔径小、孔隙率高、孔道连通性好、易表面功能化改性等特点,在航空航天、国防军工、环境治理、电子能源、生物医用等高精尖领域具有广阔的应用前景。
作者一直从事静电纺丝技术及纳米纤维的基础与应用研究工作,尤其在静电纺纳米纤维结构的精细调控及功能化应用方面积累了一定的研究经验。鉴于当前诸多领域对纳米纤维材料的迫切需求和静电纺丝技术的迅猛发展,以及作者在功能静电纺纤维材料方面的一些研究成果,特撰写此书,旨在给纤维材料研究领域的科研人员提供参考,并希望本书可对纳米纤维材料的发展起到抛砖引玉的作用。
本书第1~2章主要介绍静电纺丝技术的起源、发展、基本理论和静电纺纤维材料的种类及结构;第3~12章介绍静电纺纳米纤维材料在空气过滤、液体过滤、油水分离、自清洁、防水透湿、吸附与催化、生物医用与生化分离、传感、能量存储与转换、隔热领域的功能化应用;第13章介绍静电纺纤维材料在应用领域拓展、力学性能增强及宏量制备方面的研究展望。
由于水平有限,且功能静电纺纤维材料的发展非常迅速,书中难免存在一些不足甚至错误之处,恳请读者批评指正。
2018年春于上海