Olulise intelligentsete materjalide klassina on juhtivad kiud äratanud laialdast tähelepanu nii kodu- kui ka välismaiste materjalide ringkondades. Selle uurimis- ja arendustegevus on tõusuteel ning neil on head väljavaated rõivaste, sensorite ja tööstuslike tekstiilide valdkonnas. Usutakse, et koos teaduse ja tehnoloogia arenguga jätkavad nutikate materjalide areng. Ühe peamise nutika tekstiili sordina omandavad juhtivad kiud materjalide vallas kindlasti järjest olulisema positsiooni.
Elektrit juhtiv kiud viitab tavaliselt kiule, mille eritakistus on standardtingimustes (20 kraadi, suhteline õhuniiskus 65%) alla 107Ω·cm. Kategooriad on järgmised: Pildid
(1) Metalliühendi tüüpi juhtiv kiud, eritakistus on 102-104Ω·cm, see on valmistatud ühendketramismeetodil, et segada kiudu suure kontsentratsiooniga juhtivaid osakesi, mustad juhtivad osakesed kasutavad tahma, valge seeria metallioksiidi. Näiteks antimonoksiidi pind, mis sisaldab väikest kogust tinadioksiidi, on kerge, tiiniumkiud, on kaetud, pestav ja kergesti töödeldav; see võib ka vaseühendi või galvaniseeriva metalli järeltöötluse abil keemiliselt fikseerida.
(2) Metallist juhtiv kiud. Seda tüüpi kiudude valmistamisel kasutatakse metalli juhtivaid omadusi. Peamine meetod on otsetõmbemeetod, see tähendab, et metalltraat tõmmatakse korduvalt läbi matriitsi, et saada 4-16 μm läbimõõduga kiud.
(3) Tahm juhtiv kiud
Tahma juhtivate omaduste kasutamine juhtivate kiudude valmistamiseks on vanem ja levinud meetod. Meetodi võib jagada kolme järgmisesse kategooriasse: Pilt
① Dopingumeetod: pärast tahma ja kiudu{0}}moodustava materjali segamist moodustab tahm kius pideva faasistruktuuri, mis annab kiule juhtivuse. Selle meetodi puhul kasutatakse tavaliselt mantli-südamiku komposiitketrusmeetodit, mis ei mõjuta kiu algseid füüsikalisi omadusi, kuid muudab kiu ka juhtivaks.
② Katmismeetod: katmismeetodiks on tahma katmine tavaliste kiudude pinnale. Katmismeetodi puhul saab kasutada sideainet, et siduda tahm kiupinnaga või pehmendada kiupinda otse ja siduda see tahmaga. Selle meetodi miinuseks on see, et tahma on kerge maha kukkuda, käetunne ei ole hea ja tahma ei ole lihtne kiu pinnale ühtlaselt jaotada.
③ kiudude karboniseerimine; mõned kiud, nagu polüakrüülnitriilkiud, tsellulooskiud, pig{0}}põhine kiud jne, koosnevad pärast karboniseerimistöötlust kiu põhiahelas peamiselt süsinikuaatomitest, mis muudab kiu juhtivaks. Kõige tavalisem meetod on akrüülkiudude madalal temperatuuril{3}karboniseerimise meetod. pilt
(4) Juhtiv polümeerkiud
Polümeermaterjale peetakse tavaliselt isolaatoriteks, kuid polüatsetüleeni juhtivate materjalide edukas väljatöötamine 1970. aastatel murdis selle.
traditsiooniline mõtteviis. Pärast seda sündisid järjestikku polümeeri juhtivad materjalid nagu polüaniliin, polüpürrool ja polütiofeen. Inimesed juhivad elektrit polümeermaterjalidele.
Ka jõudlusuuringud on muutunud ulatuslikumaks. Juhtivate kiudude valmistamiseks juhtivate polümeeride abil on kaks peamist meetodit: (1) juhtivate polümeermaterjalide otseketramise meetod (2) järeltöötlusmeetod.
Juhtiva kiu rakendamine
Juhtivatest kiududest valmistatud juhtivatel kangastel on suurepärased funktsioonid, nagu elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, varjestus ja elektromagnetlainete neeldumine jne, ning neid kasutatakse laialdaselt juhtivates võrkudes ja juhtivates kombinesoonides elektroonika- ja elektritööstuses; elektrirõivad, elektrilised küttepinnad ja elektrilised küttesidemed meditsiinitööstuses; lennundus, elektromagnetiline varjestus kosmose- ja täppiselektroonikatööstusele jne. Juhtivaid kiude saab kasutada sellistes valdkondades nagu antistaatilised tekstiilid, anti-elektromagnetkiirguse tekstiilid, nutikad tekstiilid ja sõjalised tekstiilid.
Antistaatilised tekstiilid
Juhtkiud on funktsionaalne kiud, mille mehhanismiks on elektrooniline juhtivus, mis kõrvaldab staatilise elektri läbi elektroonilise juhtivuse ja koroonalahenduse. Kuna kiud sisaldab vabu elektrone, ei sõltu selle antistaatilised omadused niiskusest; Lihengi juhtiva kiu laengu poolestusaeg- on lühike, igal juhul suudab see staatilise elektri väga lühikese aja jooksul kõrvaldada ja kasutada juhtivat kiudu, et vältida staatilise elektri teket. Oht on keskkonnaga kohanemisvõimeline. Vastavalt juhtiva kiu juhtivusele ja kanga struktuurile saab antistaatilise efekti saavutada, segades 0,05–5% juhtivast kiust üldises kius. Antistaatilise toimega juhtivatest kiududest valmistatud tööriided, mis sobivad naftaväljadele, naftatöötlemisele, söekaevandustele, elektroonikatööstusele, valgustundlike materjalide tööstusele ja muudele kergestisüttivatele ja plahvatusohtlikele olukordadele, samuti sobivad tolmu{6}}steriilsete riiete või spetsiaalsete filtrimaterjalide jaoks.
Anti-elektromagnetkiirguse tekstiilid
Elektromagnetiline varjestus on madala -takistusega juhtivate materjalide kasutamine elektromagnetvoolude peegeldamiseks ja juhtimiseks ning juhtiva materjali sees olevale algsele magnetväljale vastupidise voolu ja magnetpolarisatsiooni tekitamiseks, vähendades seeläbi algse elektromagnetvälja kiirgusefekti. Elektromagnetilise kiirguse eest kaitsmiseks kasutatavad juhtivad kiud vajavad väga madalat takistust, tavaliselt vaid 10-6 kuni 10-2Ω/cm. Viimastel aastatel on elektromagnetilise kiirguse häired põhjustanud elektroonika- ja elektriseadmete ning sideseadmete laialdase kasutuse tõttu seadmete tööhäireid, pildi- ja helitakistusi ning inimkeha kahjustusi jne, mis äratas inimeste tähelepanu elektromagnetiliste varjestusmaterjalide väljatöötamisele. pilt
Juhtkiudude elektromagnetilisi varjestusomadusi kasutades saab sellest valmistada elektromagnetilisi varjestusi elektroonikatäppiskomponentidele, kõrgsageduskeevitusmasinaid jne, erinõuetega majade seinu ja lagesid ning raadiolaineid neelavaid seinakatteid. Jaapanis segatakse pinnale vasega kaetud juhtivaid kiude või valmistatakse neist mittekootud kangast, mida kasutatakse nüüd laialdaselt elektromagnetlaineid varjestavate ja neelavate materjalidena, näiteks laevade elektromagnetlaineid neelavate kattedena.
Tekstiilist sensor
Painduv juhtiv kiud on valmistatud anduritekstiilist elektrooniliste andurite põhimõttel. Sellel on kerguse ja teisaldatavuse eelised ning seda kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades. Paindlikud kantavad andurid on mõeldud peamiselt erinevate inimtegevuste tuvastamiseks ja jälgimiseks ning neil on lai valik rakendusi liikumisanduri, isikliku tervise jälgimise, intelligentsete robotite ja inimeste{2}}arvutiga suhtlemise vallas. pilt
Traditsioonilisi deformatsiooniandureid, nagu need, mis põhinevad metallfooliumil ja pooljuhtidel, ei saa kasutada painduvate kantavate andurite puhul, kuna need ei ole hästi painduvad ja neil on väike tuvastamisulatus (<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.
Militaartekstiilid
Tulevane sõda sõjaliste tekstiilide pärast on teabesõda kõrgtehnoloogilistes{0}}tingimustes. Sellistes sõdades on operatsioonide tempo kiire, ründe- ja kaitseüleminekute sagedus kiire ning sõjaolukord muutub kiiresti ning traditsiooniline sõdurite lahingutehnika näib olevat tõsiselt mahajäänud. Sõdurite igakülgse võitlusvõime parandamiseks kaasaegsel lahinguväljal on vaja parandada sõdurite teabe hankimise, töötlemise ja edastamise võimet, et sõdurite arusaam lahinguvälja olukorrast jõuaks kõrgemale tasemele. Juhtivatest kiududest valmistatud inforõivad vastavad just sellele. Üks nõue. pilt
Enamik juhtivaid kiude on tundlikud elektri ja soojuse suhtes. Juhtivatest kiududest kootud kangas võib takistada termopildiseadmetega tutvumist ja sellest saab valmistada üksikute sõdurite termopildistamise kaitseriietust. Juhtivad kiud on kombineeritud madala dielektrilisusega substraatidega, nagu vaik ja kumm, et valmistada elektromagnetlaineid neelavaid materjale, mis neelavad radarilaineid, väldivad radari jälgimist ning saavutavad vargrelvade ja -varustuse eesmärgi. Ameerika Ühendriikide välja töötatud värvimuutev{3}}sõjaväevormi eesmärk on lisada kangale juhtivatest kiududest koosnev juhtiv ahel. Temperatuuri reguleerides muudetakse sõjaväevormis olevat termokroomset tinti, nii et sõjaväevormi värvus muutub vastavalt väliskeskkonna värvile. Keskkonnale reageeriv kamuflaaž.
Muud juhtivate kiudude kasutusalad
Muud rakendused Funktsionaalsete juhtivate lisandite valimisel saab valmistada kiudmaterjale, millel on peale juhtiva funktsiooni ka muid funktsioone, nagu antibakteriaalsed ja kaug-infrapuna. Jaapani ettevõte Mitsubishi Corporation kasutab komposiitketrustehnoloogiat, et segada südamikus kõrge-kontsentratsiooniga valgeid juhtivaid keraamilisi osakesi, et muuta kiud juhtivaks. Samal ajal, kuna lisatud keraamilistel osakestel on valgus-soojus{4}}muundamise omadused, saab pärast selle kiu segamist tavaliste kiududega 10% ulatuses tõsta kanga temperatuuri valgusallika all 28 kraadini. See kiud ei tekita mitte ainult sooja tunde, vaid pärast veega pesemist on selle kuivamisaeg päikese käes 2/3 tavalise kiu omast. Kiirelt{11}}kuivav omadus on selle kiu lisaomadus. Kuna selle kiu juhtivad osakesed on kiu südamikus, ei mõjuta tavaline töötlemine, pesemine, värvimine jne kiu juhtivust.
