【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】玄武巖纖維(BF)是由玄武巖礦石經(jīng)熔融、拉絲、涂覆浸潤(rùn)劑后制備的纖維材料，被廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、土木建筑等領(lǐng)域。玄武巖纖維本身表現(xiàn)出一定的物理和化學(xué)惰性，這限制了材料在環(huán)境響應(yīng)、個(gè)體識(shí)別等領(lǐng)域的功能應(yīng)用。
 

　　近期，中科院新疆理化所科研人員圍繞玄武巖纖維在制備過(guò)程中需要涂覆浸潤(rùn)劑這一過(guò)程，研發(fā)出以環(huán)氧乳液和氧化鋅量子點(diǎn)(ZnO QDs)為主要成分的納米復(fù)合浸潤(rùn)劑，探究了浸潤(rùn)劑對(duì)玄武巖纖維表面形貌、光學(xué)和力學(xué)等性能的影響。研究結(jié)果表明，納米復(fù)合浸潤(rùn)劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、成膜特性和熒光性能，可使單纖維和束纖維的力學(xué)性能分別提升28.1%和125.1%，這種提升主要源于浸潤(rùn)劑不僅修復(fù)、鈍化了纖維表面的缺陷，還提升了纖維與纖維之間的集束性能。此外，科研人員發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)控浸潤(rùn)劑中ZnO QDs尺寸，可獲得熒光顏色從黃色、綠色到藍(lán)色的玄武巖纖維(圖1A)，所得熒光玄武巖纖維具有優(yōu)異的水洗穩(wěn)定性、防偽特性和對(duì)H+的高度敏感性(圖1B)，從而拓寬了玄武巖纖維的功能特性。該研究成果也為開(kāi)發(fā)其它無(wú)機(jī)熒光纖維(如玻璃纖維、石英纖維、碳化硅纖維等)提供了新的方法和途徑。
 

　　相關(guān)研究成果近期發(fā)表在復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)期刊Composites Communications上。研究工作得到了中科院“西部之光”交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目-重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作研究專(zhuān)項(xiàng)、新疆維吾爾自治區(qū)上海合作組織科技伙伴計(jì)劃及國(guó)際科技合作計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
 

圖1. 熒光玄武巖纖維及其應(yīng)用
 

　　(上圖：具有不同熒光特性的玄武巖纖維；下圖：不同pH溶液中黃色玄武巖纖維的熒光變化情況，插圖為溶液pH值與熒光淬滅時(shí)間之間的關(guān)系)