主      编:王栋

主管单位:湖北省教育厅

主办单位:武汉纺织大学

                纺织纤维及制品教育部重点实验室

出版单位:《纺织工程学报》编辑部

出版刊期:双月刊

国内刊号:CN42-1935/TS

国际刊号:2097-2911

邮发刊号:38-255

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  • 仿生超亲液界面辅助热管理技术

    李昀晓,朱忠鹏*

    热管理是电子设备、能源转换、纺织服装等领域面临的关键挑战,界面浸润性调控为突破传热效率瓶颈提供了关键路径。受自然的启发,仿生超亲液界面通过微纳结构设计与表面改性,实现液体接触角趋近0°的超铺展特性,协同优化液体输运、相变成核与界面热阻,显著提升临界热流密度(CHF)与传热系数(HTC)。本文着重梳理了超亲液界面在沸腾、蒸发、冷凝及辐射热管理技术中的研究进展,讨论了超亲液界面在传热过程中的独特作用,如促进沸腾气泡脱离、辅助高效蒸发、提高蒸汽冷凝效率和增强纤维铺展及辐射散热,提出了仿生超亲液界面辅助的热管理策略,以期为高效热管理技术创新提供参考。

  • 柔性红外屏蔽/伪装材料的研究进展

    徐潇1 ,陈思宇1 ,刘琼珍1* ,严玲1 ,费紫玉1 ,刘传生2 ,周琼2 ,王栋1

    柔性红外屏蔽/伪装材料在军事伪装与热管理领域至关重要。面对战场侦察与单兵装备对曲面贴合、形变适应及穿戴舒适性日益增长的柔性需求,发展大面积、可扩展、柔软轻量的新型红外伪装材料已成为实现运动目标高效热管理的核心挑战。文章系统综述了柔性多层周期结构、涂层织物及纤维基红外屏蔽材料三类主流体系的研究进展,重点阐述其红外屏蔽机理、发射率调控策略、结构设计与材料创新、制备工艺与集成应用等方面的成果与瓶颈。值得注意的是,基于成熟纺丝工艺开发的纤维基红外屏蔽/伪装材料,在典型研究中可实现8~14 μm波段低至0.36的红外发射率,并展现出更优的穿戴适应性、结构稳定性与规模化应用潜力,代表了该领域一个重要的发展方向。最后,对该领域关键挑战与未来发展趋势进行了展望。

  • 负载Fe3O4纳米颗粒的碳纳米纤维薄膜制备及其电磁屏蔽性能

    韩金辰1 ,闫建华

    随着电子器件的快速发展,电磁辐射和污染问题日益严重,碳纳米纤维(CNFs)因其轻质、导电及具有多孔结构等优势在电磁干扰(EMI)屏蔽领域备受关注,但纯CNFs石墨化程度低、导电性有限,制约了其屏蔽效能。针对这一问题,通过静电纺丝技术结合高温碳化工艺,制备了负载不同质量分数(0~7.5%)Fe3O4纳米颗粒的复合碳纳米纤维薄膜(Fe3O4@CNFs),系统研究了Fe3O4含量对纤维形貌、石墨化程度、磁性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明:Fe3O4的引入有效提升了碳纳米纤维的石墨化程度(ID/IG由未添加时的1.278降至添加7.5 wt.% Fe3O4时的0.945 3),并赋予材料显著的铁磁性(饱和磁化强度最高55.95 emu/g),所制备的复合纤维还表现出优异的电磁屏蔽效能,波导法测试中(3 mm厚纤维膜),7.5 wt.% Fe3O4@CNFs在X波段(8.2~12.4 GHz)的平均屏蔽效能高达93.286dB,屏蔽效率大于99.999%。机理分析表明:屏蔽以吸收损耗为主,Fe3O4通过增强碳纤维导电性从而增强了材料的介电损耗,并且Fe3O4的存在还提升了纤维膜的磁损耗,最终显著提升了总屏蔽效能,为轻质、高效电磁屏蔽复合材料的设计提供了新策略。

  • 中空结构碳纳米纤维负载 Ni2P/Ni3Mo/Ni 颗粒及其电解水制氢性能

    王晓均,朱欣雨,李杰婷,徐泽华,张广宇,葛明政,张伟,李瑞庆*

    基于碳纳米纤维的限域效应,采用静电纺丝-碳化-磷化方法,在中空结构碳纳米纤维上合成了一种高度分散的Ni2P/Ni3Mo/Ni纳米颗粒(Ni2P/Ni3Mo/Ni/HCNFs)催化剂,并研究了该催化剂的物相、微观形貌、过电位、塔菲尔 斜率、电化学阻抗、稳定性等。电化学性能测试表明:Ni2P/Ni3Mo/Ni/HCNFs催化剂在碱性电解液表现出较好的析 氢反应、析氧反应、全水分解活性和耐久性。该研究为碳纤维催化剂的设计合成及其在低能耗电催化制氢应用提供了有价值的实验依据和设计思路,有望推动低能耗制氢技术的发展与应用。

  • 仿生超亲液界面辅助热管理技术

    李昀晓,朱忠鹏*

    热管理是电子设备、能源转换、纺织服装等领域面临的关键挑战,界面浸润性调控为突破传热效率瓶颈提供了关键路径。受自然的启发,仿生超亲液界面通过微纳结构设计与表面改性,实现液体接触角趋近0°的超铺展特性,协同优化液体输运、相变成核与界面热阻,显著提升临界热流密度(CHF)与传热系数(HTC)。本文着重梳理了超亲液界面在沸腾、蒸发、冷凝及辐射热管理技术中的研究进展,讨论了超亲液界面在传热过程中的独特作用,如促进沸腾气泡脱离、辅助高效蒸发、提高蒸汽冷凝效率和增强纤维铺展及辐射散热,提出了仿生超亲液界面辅助的热管理策略,以期为高效热管理技术创新提供参考。

  • 非织造材料在吸音方面的研究进展

    刘芷泽1a ,杨晶斐1a ,陈贵兰1b ,李丽2 ,鞠敬鸽1b ,康卫民1b*

    城市化进程及工业的快速发展使噪声污染逐渐成为危害人类健康的严重问题。凭借独特的多孔性和纤维结构,非织造吸音材料能实现高效的吸音效果,近年来在吸音降噪领域受到广泛关注。文章旨在系统阐述非织造吸音材料的吸音机理与性能评价指标、吸音纤维材料、加工方法及应用。首先明确了多孔吸音与共振吸音的作用机制,前者依靠能量耗散,对中高频噪声效果显著;后者通过产生共振效应,有效吸收低频声能。其次,系统性地总结了吸音性能的评价标准,通常采用吸声系数(α)与降噪系数(NRC)来量化材料的吸音性能。进一步从制备非织造吸音材料常用纤维的角度,分类探讨天然纤维(如麻、椰壳纤维等)、化学纤维(如聚酯、玻璃纤维等)及复合纤维的基本吸声性能和常见的性能优化途径。在加工方法方面,详细介绍了常用非织造吸音材料的制备工艺,如干法成网、聚合物直接成网等纤维成网方法,以及化学黏合、热黏合、机械加固等固网技术。最后,总结了其主要应用领域,旨在为非织造吸音材料在噪声控制领域的深入研究与技术发展提供参考。

  • 柔性红外屏蔽/伪装材料的研究进展

    徐潇1 ,陈思宇1 ,刘琼珍1* ,严玲1 ,费紫玉1 ,刘传生2 ,周琼2 ,王栋1

    柔性红外屏蔽/伪装材料在军事伪装与热管理领域至关重要。面对战场侦察与单兵装备对曲面贴合、形变适应及穿戴舒适性日益增长的柔性需求,发展大面积、可扩展、柔软轻量的新型红外伪装材料已成为实现运动目标高效热管理的核心挑战。文章系统综述了柔性多层周期结构、涂层织物及纤维基红外屏蔽材料三类主流体系的研究进展,重点阐述其红外屏蔽机理、发射率调控策略、结构设计与材料创新、制备工艺与集成应用等方面的成果与瓶颈。值得注意的是,基于成熟纺丝工艺开发的纤维基红外屏蔽/伪装材料,在典型研究中可实现8~14 μm波段低至0.36的红外发射率,并展现出更优的穿戴适应性、结构稳定性与规模化应用潜力,代表了该领域一个重要的发展方向。最后,对该领域关键挑战与未来发展趋势进行了展望。

  • 负载Fe3O4纳米颗粒的碳纳米纤维薄膜制备及其电磁屏蔽性能

    韩金辰1 ,闫建华

    随着电子器件的快速发展,电磁辐射和污染问题日益严重,碳纳米纤维(CNFs)因其轻质、导电及具有多孔结构等优势在电磁干扰(EMI)屏蔽领域备受关注,但纯CNFs石墨化程度低、导电性有限,制约了其屏蔽效能。针对这一问题,通过静电纺丝技术结合高温碳化工艺,制备了负载不同质量分数(0~7.5%)Fe3O4纳米颗粒的复合碳纳米纤维薄膜(Fe3O4@CNFs),系统研究了Fe3O4含量对纤维形貌、石墨化程度、磁性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明:Fe3O4的引入有效提升了碳纳米纤维的石墨化程度(ID/IG由未添加时的1.278降至添加7.5 wt.% Fe3O4时的0.945 3),并赋予材料显著的铁磁性(饱和磁化强度最高55.95 emu/g),所制备的复合纤维还表现出优异的电磁屏蔽效能,波导法测试中(3 mm厚纤维膜),7.5 wt.% Fe3O4@CNFs在X波段(8.2~12.4 GHz)的平均屏蔽效能高达93.286dB,屏蔽效率大于99.999%。机理分析表明:屏蔽以吸收损耗为主,Fe3O4通过增强碳纤维导电性从而增强了材料的介电损耗,并且Fe3O4的存在还提升了纤维膜的磁损耗,最终显著提升了总屏蔽效能,为轻质、高效电磁屏蔽复合材料的设计提供了新策略。