中空PAN/Fe3O4纳米复合纤维的电磁性能研究

"《同轴静电纺制备中空PAN/Fe3O4纳米复合纤维及电磁性能研究》" 本文是一篇首发论文，由何婷婷、李大伟等作者撰写，研究了通过同轴静电纺技术制备中空聚丙烯腈（PAN）/四氧化三铁（Fe3O4）纳米复合纤维的过程及其电磁性能。研究工作在江南大学生态纺织品国家重点实验室进行，并得到了中央高校基本科研业务费、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及中国博士后科学基金等多个项目的资助。 首先，文章介绍了采用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子的方法，利用曲拉通X-100作为分散剂，确保了纳米粒子的良好分散性。Fe3O4是一种重要的磁性材料，广泛应用于磁记录、磁流体、生物医药等领域，而将其与聚合物如PAN结合形成纳米复合材料，可以拓展其应用范围并优化其性能。 接下来，研究的核心是通过同轴静电纺丝技术来构建中空结构的PAN/Fe3O4纳米复合纤维。同轴静电纺是一种先进的纳米纤维制备技术，它通过电场力驱动含有不同组分的两层溶液同时喷射出纤维，形成内层与外层的复合结构，这种结构有助于实现特殊性能的复合材料。文章特别关注了芯层（Fe3O4纳米粒子）和鞘层（PAN）的比例以及鞘层的送液速率对中空结构形成的影响。 经过后处理，如热解或溶剂挥发等步骤，可以进一步优化纤维的微观结构和性能。作者们研究了这些参数如何影响最终复合纤维的中空形态、磁性和电磁性能。中空结构的纳米纤维具有更大的比表面积，这可能增强材料的吸附性能，同时也可能改善其在电磁屏蔽、磁性响应等方面的特性。 论文中，作者们对所制备的中空PAN/Fe3O4纳米复合纤维进行了详细的表征，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等，以观察其微观形貌；通过振动样品磁强计（VSM）分析其磁性能；并通过电磁测量评估其电磁性能。这些实验结果为理解和优化这种复合材料的制备工艺提供了重要依据。 该研究不仅展示了同轴静电纺在制备功能性纳米复合纤维方面的潜力，还揭示了中空结构对材料电磁性能的显著影响。对于开发新型磁性纳米复合材料，特别是在电磁屏蔽、能源存储、生物医学等领域具有重要的理论与实际意义。