扫描电镜在纺织纤维中的应用

背景

近日，工业和信息化部、国家发展和改革委员会发布《关于产业用纺织品行业高质量发展的指导意见》，要求强化科技创新对产业发展的引领作用。扫描电子显微镜作为一种先进的电子光学仪器，在提升纺织行业技术创新能力和产品质量上将大有作为。

为什么用扫描电镜观察纤维

纤维（Fiber）是由连续或不连续的细丝组成的物质，可分为天然纤维和化学纤维，广泛应用于纺织、军工、环保、生物医疗等领域。由于纤维材料的表面物理形态和化学结构是决定材料性能的主要因素，通常需要利用显微设备观察纤维表面微观形貌等信息，从而判断纤维材料的基本性能。

扫描电子显微镜作为一种常规的微观表征设备，具有放大倍数大、分辨率高、景深大、图像清晰、立体感强等优点；当扫描电镜搭载能谱仪后还可用于表征纤维成分信息，这在纤维的研发和生产中发挥着不可替代的作用。

应用实例

常见运动服装需要具备较好的防水透湿性能。目前防水透湿织物的主要研究方向是将功能薄膜与普通面料复合，常利用静电纺丝技术将纳米纤维膜与传统织物复合，形成层压织物。不同条件下静电纺的纳米纤维膜具有不同的孔隙结构和比表面积，因此常用扫描电子显微镜检测多种条件下制备的纳米纤维膜，以选择最佳制造工艺。

研究人员利用国仪量子钨灯丝扫描电子显微镜 SEM3200 对涤纶、丙纶和静电纺的纳米纤维等纺织纤维进行观察研究。借助国仪量子扫描电镜高分辨率、大视场、大景深的特点，以及光学导航、完善的自动功能，可以快速清晰地观察出这些纤维的微观形貌。从丙纶和涤纶的电镜图可以直观地看出：丙纶的纤维表面相比于涤纶较为光滑，且纤维尺寸较为均一。从静电纺丝线可以看到纺丝对碳纤维的包裹情况，没有出现明显缺陷，间接验证了纺丝工艺的可靠性。