通过可视化方法研究纳米纤维和细小纤维对纸张强度的影响

使用纳米纤维填料增强轻质生物基材料的强度,一直是学术界和工业界研究的热点。然而,关于纳米纤维在材料内部的分布情况对生物基材料强度的影响却很少被研究,特别是对于纸张而言。该研究通过可视化方法,研究了细小纤维和纳米纤维颗粒在纸张内部的三维分布情况,并探究其分布情况对纸张性能的影响。为了克服粒子与纸样基体之间的反差效应,通过荧光染料的共价附着以及钴铁氧化物纳米颗粒的物理沉积,将探针附着在纳米纤维/细小纤维上,通过多光子显微镜、X射线显微断层扫描和扫描电镜(SEM-EDX)增强其对比度,实现了纸基内部纳米纤维(CNF)和细小纤维(CMF)的可视化。结果表明,细小纤维在纸张孔隙和纤维-纤维的连接处富集,增加了纤维间的相对黏结面积,纳米纤维则在纸张内部形成了三维网状结构,提高了纸张强度。