太陽提供的熱輻射讓地球人得以生存，并可作為一種可再生能源，被廣泛應(yīng)用于住宅供熱、海水淡化、污水處理以及蒸汽生成等。太陽能這種可再生的清潔能源，是取之不盡、用之不竭的。有數(shù)據(jù)顯示，全世界一年的能量消耗僅僅抵得上一天照射到地球上的太陽能。但太陽能的轉(zhuǎn)化是需要技術(shù)條件和轉(zhuǎn)化材料的，而價(jià)格低廉且光熱轉(zhuǎn)換效率高的材料還需要探索。也就是說，光熱材料的開發(fā)、制備仍然面臨諸多的挑戰(zhàn)。

 

      太陽能

      總而言之，高效光熱材料的開發(fā)是十分重要的問題。只有解決了這個(gè)問題，我們才能獲得具有更高的太陽光-熱能轉(zhuǎn)化效率以及能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的水蒸發(fā)性能的光熱材料。

 

       近日，臺灣科技大學(xué)傳來喜訊。他們的研究人員成功制備了一種納米纖維膜——主要是通過熔融靜電紡絲還原氧化鎢/聚乳酸得到的。其中，所使用的氧化鎢是紫色氧化鎢—一種具有強(qiáng)烈的近紅外（NIR）光吸收能力的金屬氧化物。毫無疑問地，所得納米纖維膜的NIR光熱轉(zhuǎn)換性能得到了改善。

 

      靜電紡絲技術(shù)

      基于此，科研人員通過熔融加工將納米紫色氧化鎢顆粒摻入聚乳酸基質(zhì)中，然后使用單螺桿擠出機(jī)將復(fù)合物擠出成線。之后，再通過熔融靜電紡絲從紫色氧化鎢/聚乳酸復(fù)合材料的擠出線制備纖維膜。不得不說的是，采用熔融靜電紡這種技術(shù)制備納米纖維膜所需成本較低，而且行之有效。此外，這工序過程沒有添加對有害環(huán)境的化學(xué)品，有利于環(huán)境保護(hù)。

 

      紫色氧化鎢

      緊接著，科研人員將所得纖維膜應(yīng)用于實(shí)踐中。他們在基于太陽能加熱的界面概念上將具有表面疏水性而漂浮在水上的熔融電紡紫色氧化鎢/聚乳酸纖維膜設(shè)計(jì)應(yīng)用于蒸汽生成。實(shí)踐結(jié)果顯示，使用含有紫色氧化鎢納米粒子（7wt％）的光熱纖維膜的水蒸發(fā)效率達(dá)到百分之八十一左右，高于純聚乳酸纖維膜（PLA纖維膜）。該項(xiàng)研究結(jié)果為開發(fā)新型光熱纖維膜提供了思路，也就是——研發(fā)能夠增強(qiáng)光驅(qū)動水蒸發(fā)性能的新型光熱纖維膜，從而有效用于水處理和脫鹽領(lǐng)域。

 

      說到這里，想必想成為光熱材料研究員的你抑或?qū)Υ祟I(lǐng)域感興趣的你也該了解一下什么是熔融靜電紡絲？

 

      靜電紡絲

      首先，我們要先了解一下什么是靜電紡絲？且說，目前制備超細(xì)纖維的技術(shù)有很多種。其中，靜電紡絲（電紡絲）是一種能夠連續(xù)、快速制備納米至亞微米超細(xì)纖維的新型加工方法。近年來，人們對其很是關(guān)注。因?yàn)?，從理論上而言，任何可熔融或可溶解的高分子材料都可以進(jìn)行靜電紡絲加工，不僅僅是PLA，還有其它諸如尼龍、聚氨酯、聚氧乙烯、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚乙烯醇以及聚己內(nèi)酯等聚合物也行。當(dāng)然，靜電紡絲之所以在近年來得到高度的重視得感謝納米技術(shù)的發(fā)展。

 

      在對靜電紡絲有了些許了解之后，我們再來看看什么是熔融靜電紡絲？

 

      靜電紡絲機(jī)

      熔融靜電紡絲是靜電紡絲的一種方法。另一種靜電紡絲方法是溶液靜電紡絲。目前，溶液靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是存在生產(chǎn)效率低、溶劑回收以及排放污染等問題。相比而言，熔融靜電紡絲被認(rèn)為是一種更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更安全的靜電紡絲技術(shù)，因?yàn)樵摲N加工方法不需要添加任何溶劑，對環(huán)境友好，生產(chǎn)出的纖維表面光滑、無疵點(diǎn)，而且生產(chǎn)效率高。因著工藝本身所具有的特點(diǎn)，熔融靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于過濾防護(hù)、生物醫(yī)藥以及儲能封裝等領(lǐng)域。

 

      最后，小編想說的是：我們應(yīng)該感謝一代又一代光熱材料科研人員的辛勤付出，是他們讓光熱材料和納米技術(shù)不僅僅是材料和技術(shù)，而是兩者甚至是多者的結(jié)合。