新疆理化所在荧光玄武岩纤维制备及应用领域取得进展

jiasu2009

玄武岩纤维（BF）是由玄武岩矿石经熔融、拉丝、涂覆浸润剂后制备的纤维材料，被广泛应用于航空航天、交通运输、土木建筑等领域。玄武岩纤维本身表现出一定的物理和化学惰性，这限制了材料在环境响应、个体识别等领域的功能应用。

图1. 荧光玄武岩纤维及其应用

（上图：具有不同荧光特性的玄武岩纤维；下图：不同pH溶液中黄色玄武岩纤维的荧光变化情况，插图为溶液pH值与荧光淬灭时间之间的关系）

       近期，中科院新疆理化所科研人员围绕玄武岩纤维在制备过程中需要涂覆浸润剂这一过程，研发出以环氧乳液和氧化锌量子点（ZnO QDs）为主要成分的纳米复合浸润剂，探究了浸润剂对玄武岩纤维表面形貌、光学和力学等性能的影响。研究结果表明，纳米复合浸润剂具有优异的稳定性、成膜特性和荧光性能，可使单纤维和束纤维的力学性能分别提升28.1%和125.1%，这种提升主要源于浸润剂不仅修复、钝化了纤维表面的缺陷，还提升了纤维与纤维之间的集束性能。此外，科研人员发现通过调控浸润剂中ZnO QDs尺寸，可获得荧光颜色从黄色、绿色到蓝色的玄武岩纤维（图1A），所得荧光玄武岩纤维具有优异的水洗稳定性、防伪特性和对H+的高度敏感性（图1B），从而拓宽了玄武岩纤维的功能特性。该研究成果也为开发其它无机荧光纤维（如玻璃纤维、石英纤维、碳化硅纤维等）提供了新的方法和途径。
        相关研究成果近期发表在复合材料专业期刊Composites Communications上。研究工作得到了中科院“西部之光”交叉团队项目-重点实验室合作研究专项、新疆维吾尔自治区上海合作组织科技伙伴计划及国际科技合作计划等项目资助。
       论文信息：
       Hong-Bin Sun, Xing Dan, Hao B, Xiu Yue, Peng-Cheng Ma. Development of fluorescent basalt fiber with nanocomposite sizing for acid indication and anti-counterfeiting. Composites Communications, 2022, 35, 101291（论文链接）
        文章来源：新疆理化所