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丁彬，俞建勇编 著

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• 静电纺丝
• 纳米纤维
• 材料科学
• 高分子
• 纳米技术
• 生物材料
• 功能材料
• 纺丝技术
• 聚合物
• 复合材料

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 中国纺织出版社

ISBN：9787506472678

商品编码：1069422011

出版时间：2011-03-01

作  者:丁彬,俞建勇 编 著作 定  价:70 出 版 社:中国纺织出版社 出版日期:2011年03月01日 页  数:393 装  帧:平装 ISBN:9787506472678 ●第1章 绪论
●1.1 纳米科学技术与纳米材料
●1.1.1 纳米科学与技术
●1.1.2 纳米材料
●1.1.3 一维纳米材料
●1.1.4 纳米纤维
●1.2 静电纺丝技术
●1.2.1 静电纺丝过程
●1.2.2 静电纺丝技术发展
●1.2.3 静电纺丝技术现状与展望
●参考文献
●第2章 静电纺丝技术
●2.1 静电纺丝的起源与发展
●2.1.1 静电纺丝的起源
●2.1.2 静电纺丝的发展
●2.2 静电纺丝基本理论
●2.2.1 射流形成的临界条件
●2.2.2 射流的形成模式
●2.2.3 射流的运动
●2.3 静电纺丝过程参数
●部分目录

内容简介

暂无     1.2.3  静电纺丝技术现状与展望
    通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的*重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机／无机复合和无机纳米纤维。然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。首先，在制备有机纳米纤维方面，用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限，对所得产品结构和性能的研究不够完善，*终产品的应用大都只处于实验阶段，尤其是这些产品的产业化生产还存在较大的问题。其次，静电纺有机／无机复合纳米纤维的性能不仅与无机纳米粒子的结构有关，还与纳米粒子的聚集方式和协同性等

《静电纺丝与纳米纤维》—— 触碰物质的微观边界，重塑材料的未来 这是一本深入探索静电纺丝技术及其衍生纳米纤维材料的著作。本书并非仅限于技术原理的罗列，而是以宏大的视角，勾勒出纳米纤维这一前沿领域的发展脉络、核心科学、创新应用以及未来趋势。它旨在为从事材料科学、化学工程、生物医学工程、环境科学等相关领域的科研人员、工程师、学生以及对前沿科技充满好奇的读者，提供一份详实、系统且富有启发性的指南。 一、 静电纺丝的科学基石：从原理到工艺的深度解析 本书将首先带领读者穿越微观世界，深入理解静电纺丝的科学原理。这不仅仅是简单的“高压产生细丝”的描述，而是从电动力学、流体力学、表面张力以及聚合物溶液/熔体性质等多个维度进行剖析。读者将了解到： 静电纺丝的基本过程： 从高压电源、注射泵、喷丝头（针头或平板）、收集装置，到溶液/熔体的流动、射流形成、弯曲不稳定性（Rayleigh不稳定性）的演化，再到溶剂/熔体蒸发、纤维凝固，直至最终纳米纤维的形成。 关键工艺参数的影响： 详细阐述电压、给液速率、喷丝头与收集器距离、溶液/熔体性质（如粘度、表面张力、电导率、分子量、极性）、环境因素（如温度、湿度）等如何精细调控纳米纤维的形貌、直径、孔隙率、取向以及整体结构。 不同静电纺丝技术： 除了传统的单组分静电纺丝，本书还将介绍同轴静电纺丝、多组分静电纺丝（如芯鞘结构、并列结构）、旋转盘静电纺丝、针孔阵列静电纺丝等，以及它们在制备复杂结构纳米纤维方面的独特优势。 溶剂/熔体的选择与优化： 针对不同聚合物体系，深入探讨溶剂的选择标准、溶解性能、挥发速率、环境安全性，以及如何通过添加剂（如盐、表面活性剂）来优化溶液的电学和流变学性质。对于熔体纺丝，则会分析熔体的粘度、分子量、热稳定性等关键因素。 二、 纳米纤维的微观形态与宏观结构：材料属性的源泉 本书不仅关注纤维的“细”，更关注其“精”。纳米纤维的独特性质很大程度上源于其巨大的比表面积、高孔隙率以及可控的形貌和结构。 形貌的多样性： 深入研究从光滑圆柱状纤维到多孔纤维、核壳结构纤维、空心纤维、海绵状纤维、三维网络结构等各种纳米纤维形貌的形成机理，以及如何通过工艺控制实现定向调控。 结构的可设计性： 探讨如何通过共混、多层共挤、取向排列等技术，构建具有特定宏观结构（如定向纤维膜、三维多孔支架、复合材料）的纳米纤维材料。 表征技术： 介绍扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM)、原子力显微镜 (AFM)、X射线衍射 (XRD)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、拉曼光谱、比表面积分析仪 (BET) 等常用的纳米纤维表征技术，以及它们在揭示纤维微观结构、化学成分和物理性能方面的作用。 三、 纳米纤维的性能与功能：超越传统材料的界限 正是由于其独特的微观结构和可设计性，纳米纤维材料展现出了远超传统材料的性能和功能，这部分内容将是本书的重点之一。 力学性能： 分析纳米纤维的拉伸强度、断裂伸长率、模量等，以及如何通过纤维取向、交联、复合等手段来进一步增强其力学性能，使其适用于承载结构。 光学性能： 探讨纳米纤维在光学透明性、光散射、光吸收等方面的应用潜力，以及如何通过设计纤维直径、排列方式来调控其光学特性。 吸附与过滤性能： 深入分析纳米纤维高比表面积、高孔隙率对其吸附和过滤性能的巨大提升，使其成为高效的污染物吸附剂、空气/水过滤器。 催化性能： 阐述如何将催化剂负载于纳米纤维表面，利用其大表面积实现高效催化反应。 生物相容性与抗菌性： 介绍生物可降解纳米纤维在组织工程、药物递送等领域的应用，以及如何通过抗菌材料掺杂或表面修饰实现纳米纤维的抗菌功能。 电学与导电性： 探讨如何通过掺杂导电填料或引入导电聚合物，制备具有导电功能的纳米纤维，并应用于传感器、柔性电子器件等。 四、 纳米纤维的创新应用：塑造未来生活的关键力量 本书将系统梳理纳米纤维在各个领域的广泛而深刻的应用，展示其改变现有技术、催生新兴产业的巨大潜力。 生物医学领域： 组织工程支架： 模拟细胞外基质，为细胞生长、分化和组织再生提供三维微环境，应用于骨骼、软骨、皮肤、神经等组织修复。 伤口敷料： 优异的透气性、吸湿性、抗菌性和促进愈合能力，应用于烧伤、创伤等。 药物递送系统： 可控释放药物，提高疗效，降低副作用，应用于靶向治疗、缓释制剂。 生物传感器： 高灵敏度、高特异性检测生物分子，应用于疾病诊断、环境监测。 环境科学与工程： 空气过滤： 高效捕集PM2.5、病毒、细菌等颗粒物，应用于呼吸防护、空气净化器。 水处理： 高效去除重金属离子、有机污染物、微生物等，应用于饮用水净化、废水处理。 油水分离： 疏水/亲水表面设计，实现高效油水分离。 气体分离： 用于碳捕集、氢气分离等。 能源领域： 电池隔膜： 提高电池的安全性、能量密度和循环寿命。 燃料电池膜： 作为质子交换膜，提高燃料电池的效率。 太阳能电池： 作为电子传输层或光吸收材料，提高光电转换效率。 超级电容器： 提供高比表面积的电极材料。 纺织与服装： 功能性纺织品： 抗菌、抗静电、防水透湿、防紫外线等。 高性能过滤材料： 用于工业防护、特种过滤。 其他领域： 传感器： 检测气体、化学物质、温度、压力等。 电子器件： 柔性显示屏、电子皮肤、电磁屏蔽材料。 催化剂载体： 提高催化效率和稳定性。 复合材料增强体： 提高聚合物基复合材料的力学性能。 五、 展望与挑战：引领纳米纤维的未来发展 本书的最后部分将聚焦于纳米纤维领域的未来发展方向和面临的挑战。 规模化与成本控制： 探讨如何实现静电纺丝技术的工业化大规模生产，降低生产成本，使其更广泛地应用于实际。 多尺度集成与三维打印： 结合增材制造技术，实现复杂三维纳米纤维结构的精准构筑。 智能化与自修复材料： 开发具有感知、响应、自修复功能的智能纳米纤维材料。 环境友好与可持续发展： 关注绿色溶剂、生物基材料的使用，以及纳米纤维的回收与再利用。 标准制定与安全性评估： 推动纳米纤维材料的相关标准制定，并对其长期环境与健康安全性进行深入评估。 《静电纺丝与纳米纤维》是一部集科学性、系统性、前沿性和应用性于一体的著作，它将为读者打开一扇通往纳米材料世界的大门，激发创新灵感，助力科研突破，共同描绘纳米纤维技术赋能未来的壮丽图景。

评分☆☆☆☆☆

我对于书中可能介绍的静电纺丝的设备和工艺优化部分充满了好奇。我相信，一项先进的技术，离不开精密的设备和精细的工艺。我希望这本书能够详细介绍不同类型的静电纺丝装置，从实验室常用的单喷头装置，到工业化生产的多喷头连续装置，再到能够制备特殊结构的同轴、三维静电纺丝设备。它们在结构设计、操作方式、性能参数以及适用范围上各有什么特点？ 同时，我也非常期待书中能详细阐述如何对静电纺丝工艺进行优化，以获得特定性能的纳米纤维。这其中可能包括对溶液配方的优化，例如溶剂的选择、聚合物浓度的调整、添加剂的使用等；也可能包括对工艺参数的优化，例如电压、推进速率、收集距离、环境温湿度等的精确控制。书中是否会介绍一些常用的优化策略和实验设计方法，例如响应面法、正交实验法等？通过这些优化，能够显著改善纳米纤维的直径分布、取向、表面形貌以及力学性能，从而满足各种高端应用的需求。

评分☆☆☆☆☆

我对书中可能涉及的纳米纤维的结构设计和性能调控部分非常感兴趣。我相信，一本深入探讨静电纺丝和纳米纤维的书，一定不会仅仅停留在“怎么做”的层面，更会深入到“为什么这样可以”以及“如何做得更好”。我希望书中能够详细介绍，如何通过改变静电纺丝的工艺参数，例如溶液的粘度、表面张力、电导率，以及电压、喷嘴直径、收集距离等，来精确控制纳米纤维的直径、形态（如丝状、带状、核壳结构、多层结构等）和表面粗糙度。 更进一步，我期待看到书中关于如何通过引入添加剂（如纳米粒子、染料、生物分子等）或者采用特殊的静电纺丝技术（如同轴静电纺丝、三维静电纺丝）来制备具有特定功能和复杂结构的纳米纤维。例如，如何通过同轴静电纺丝制备核壳结构的纳米纤维，其中核部和壳部可以具有不同的功能，实现药物的缓释或传感器的多层检测。又或者，如何通过三维静电纺丝技术构建具有定向排列、三维互联网络的纳米纤维支架，用于组织工程或微流控芯片。这些精妙的结构设计和性能调控，是实现纳米纤维高性能应用的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题让我联想到，它一定会深入探讨纳米纤维的表征技术。毕竟，要理解和优化纳米纤维的性能，精确的表征是必不可少的。我非常好奇，书中会详细介绍哪些表征手段？是会从扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）这些常规的微观形貌观察，到原子力显微镜（AFM）对表面形貌和力学性能的精细探测？对于纳米纤维的直径、取向和孔隙率等结构参数，又会采用哪些定量分析方法？ 此外，我想了解书中是否会涉及材料的化学成分分析，例如X射线光电子能谱（XPS）和能量色散X射线光谱（EDX）等技术，来确定纳米纤维的元素组成和表面化学状态。对于材料的结晶度、相结构等，是否会介绍X射线衍射（XRD）的应用？而对于纤维的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，又会通过哪些力学测试方法来表征？我尤其希望能看到关于这些表征技术在理解静电纺丝工艺与纳米纤维性能之间关系中的作用的讨论，例如，特定的工艺参数如何影响材料的结晶度，进而影响其力学性能。

评分☆☆☆☆☆

我迫切希望这本书能够细致地介绍各种不同种类的纳米纤维材料及其制备方法。我想了解，除了常见的聚合物纳米纤维，是否还涵盖了陶瓷纳米纤维、金属纳米纤维，甚至生物活性纳米纤维的制备技术？特别是对于一些难于制备的材料，比如热稳定性差的聚合物，或者需要高温烧结的陶瓷，静电纺丝是否提供了一种相对温和且高效的制备途径？我尤其关注书中是否会详细阐述如何通过调整静电纺丝的工艺参数，来精确控制纳米纤维的微观结构，例如孔隙率、结晶度，甚至是在纤维内部引入其他功能性物质，形成复合纳米纤维。 我还对书中关于静电纺丝设备的设计和优化部分充满了期待。市上常见的静电纺丝装置有哪些？它们在结构、性能和应用范围上有什么区别？除了传统的针头式静电纺丝，是否还介绍了其他更高效、更具可控性的技术，例如多喷头静电纺丝、同轴静电纺丝、三维静电纺丝等？这些技术又各自适用于制备哪些类型的纳米纤维，或者能够实现哪些特殊的纤维结构，例如中空纤维、多层纤维、多孔纤维等？我希望书中能有相关的设备图片和技术细节，让我对这项技术的工程实现有更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

我内心深处对这本书的期待，很大程度上源于对纳米纤维在先进功能材料开发方面的潜力的好奇。我猜想，《静电纺丝与纳米纤维》这本书应该会深入探讨如何通过巧妙的设计和制备，赋予纳米纤维各种令人惊叹的功能。例如，在智能材料领域，纳米纤维是否可以设计成对外界刺激（如温度、湿度、pH值、光等）产生响应，从而实现传感、驱动或自修复的功能？我希望看到一些关于“响应性纳米纤维”的具体案例，例如，温度响应性聚合物纳米纤维在响应温度变化时发生形变，实现微型泵或开关的功能。 另外，关于纳米纤维在电子和光学领域的应用，我也充满期待。它们是否能够作为高效的导电通路，或者作为新型的发光材料？我设想，如果能将具有导电性的纳米材料（如碳纳米管、石墨烯）与聚合物纳米纤维复合，是否就能制备出轻质、柔韧且高导电性的复合材料，用于可穿戴电子设备或柔性显示器？再比如，某些纳米材料本身就具有特殊的光学性质，将它们集成到纳米纤维结构中，能否开发出具有光学滤波、光致发光或光子晶体效应的功能器件？这些充满想象力的应用，让我对这本书充满浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

对于《静电纺丝与纳米纤维》这本书，我最大的期待在于它能否为纳米纤维的“从实验室走向工业化”提供实际的指导和启示。我相信，许多读者和我一样，对纳米纤维的诸多优异性能和广阔应用前景充满了憧憬，但同时也可能对其规模化生产的挑战和可行性感到困惑。因此，我希望书中能够重点探讨静电纺丝技术在工业化生产中的关键问题和解决方案。 例如，如何实现纳米纤维的高产量、高效率和低成本生产？书中是否会介绍一些先进的工业化静电纺丝设备，例如旋转电极静电纺丝、滚筒静电纺丝、喷雾静电纺丝等，以及它们在产量和产品质量上的优势？如何解决在规模化生产过程中可能出现的纤维取向控制、表面均匀性、产品一致性等问题？书中是否会提供一些成功的工业化案例研究，分析它们是如何克服技术难关，实现纳米纤维的商业化应用的？这些实际问题的探讨，将极大地提升这本书的实用价值和影响力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题——《静电纺丝与纳米纤维》——本身就散发着一种前沿科技的神秘感。我一直对材料科学领域，特别是那些能够挑战微观世界极限的技艺深感兴趣。静电纺丝，这个词汇在我脑海中勾勒出一种利用电场力量将液态材料拉伸成极细纤维的画面，这本身就是一种令人惊叹的工程艺术。而纳米纤维，更是将这种精细推向了极致，其直径通常在纳米尺度，这意味着其比表面积极大，物理和化学性质都可能发生翻天覆地的变化，这对于许多高端应用来说，简直是梦寐以求的特性。 我好奇地想象，这本书会如何深入浅出地剖析静电纺丝的物理原理。是会从电场动力学、流体动力学的基础入手，详细阐述电晕放电、射流的形成、拉伸、稳定化以及最终纤维的沉积过程吗？我期待能看到那些精美的示意图，它们能将抽象的物理概念形象化，帮助读者理解那些肉眼无法捕捉的微观运动。更重要的是，我希望它能解释在不同参数下，例如电压、溶液浓度、推进速度、收集距离、环境湿度和温度等，是如何影响纤维形态、直径分布、取向以及表面形貌的。会不会讨论到不同的溶剂体系，比如极性溶剂和非极性溶剂，它们在静电纺丝过程中的行为差异，以及如何选择合适的溶剂来制备特定性能的纳米纤维？这其中蕴含的科学智慧，我迫切地想去领略。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《静电纺丝与纳米纤维》本身就充满了科学探索的魅力。我猜想，书中必定会详细阐述静电纺丝过程的精细机理。从最初的电场作用下的液滴变形，到射流的形成、拉伸、弯曲不稳定性（Whiplash instability）以及最终的溶剂挥发和纤维固化，这其中的每一个环节都蕴含着复杂的物理化学过程。我希望书中能够配以大量的示意图和数学模型，清晰地解释这些过程是如何发生的，以及各个参数对过程的影响。 例如，电压的大小如何影响电荷密度和电场强度，进而影响射流的初始速度和稳定性？溶液的粘度和表面张力又如何影响液滴的断裂和纤维的成型？环境湿度和温度对溶剂挥发速率和纤维质量又有什么样的影响？这些细节的阐述，将帮助我更深刻地理解静电纺丝这项技术的科学基础，并为我日后可能进行的实验或研究提供理论指导。我尤其关注书中是否会讨论到射流不稳定性导致的纤维形态缺陷，以及如何通过优化工艺参数来避免这些缺陷。

评分☆☆☆☆☆

关于纳米纤维的应用，这无疑是这本书中最吸引我的部分之一。我期待书中能够系统地介绍静电纺丝纳米纤维在各个领域的广泛应用，并提供翔实的案例研究。在生物医学领域，例如组织工程支架，纳米纤维凭借其高比表面积和模拟细胞外基质的结构，能否促进细胞的生长、分化和迁移？在药物递送系统中，纳米纤维又如何通过其独特的结构特性，实现控释、缓释甚至靶向释放？我想看到具体的实验数据和结果，例如细胞存活率、药物释放曲线、体内外疗效评估等，来印证纳米纤维的巨大潜力。 在环境科学领域，纳米纤维的吸附性能和过滤性能又是如何被充分挖掘的？它们能否用于高效去除水体或空气中的污染物，例如重金属离子、有机染料、细菌病毒等？我希望能看到关于其吸附容量、选择性、再生性能等方面的详细论述，以及在实际污水处理或空气净化装置中的应用前景。此外，在能量存储和转换领域，比如超级电容器、燃料电池、太阳能电池等，纳米纤维作为电极材料，其高导电性和大比表面积又会带来怎样的性能提升？书中是否会分析其在提高能量密度、功率密度以及循环寿命方面的作用？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《静电纺丝与纳米纤维》让我联想到，它一定会在材料科学领域，尤其是微纳尺度材料的制备和应用方面，提供非常深入的见解。我非常期待书中能够系统地梳理和介绍不同类型的纳米纤维材料，不仅仅是常见的聚合物纳米纤维，还可能包括陶瓷纳米纤维、碳基纳米纤维（如碳纳米管、石墨烯纳米纤维）、金属纳米纤维，甚至生物纳米纤维（如蛋白质、DNA纳米纤维）。 每种材料的制备方法和潜在应用方向，想必都会有详尽的论述。例如，如何利用静电纺丝制备高比表面积的金属氧化物纳米纤维，用于催化或吸附领域；如何制备具有优异力学性能和导电性的碳纳米管/聚合物复合纳米纤维，用于增强复合材料或电子器件；又或者，如何制备具有生物相容性和生物活性的蛋白质纳米纤维，用于组织工程支架或药物载体。我对书中能够提供不同材料的微观结构、宏观性能以及应用案例之间的关联性分析，充满了期待。