為拓寬納米纖維在聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,促進(jìn)高性能納米纖維吸聲材料的發(fā)展,對(duì)目前國(guó)內(nèi)外納米纖維的吸聲降噪研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。首先分析了納米纖維的吸聲原理及吸聲優(yōu)勢(shì),認(rèn)為納米纖維的高比表面積與高孔隙率促進(jìn)了其對(duì)中低頻段聲波的吸收;其次對(duì)影響納米纖維吸聲性能的因素進(jìn)行了歸納與總結(jié);然后重點(diǎn)闡述了納米纖維對(duì)天然纖維、合成纖維與泡沫等材料吸聲性能的影響,認(rèn)為在常規(guī)吸聲材料表面復(fù)合納米纖維后可顯著提升自身中低頻段的吸聲性能;最后針對(duì)納米纖維吸聲研究中亟待解決的問(wèn)題以及如何制備綠色高性能的納米纖維吸聲材料進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：紡織學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

多孔材料吸聲示意圖

當(dāng)吸聲材料的固有頻率與聲波頻率一致時(shí)，會(huì)引發(fā)強(qiáng)烈的共振現(xiàn)象，振幅和振動(dòng)速度達(dá)到最大值，聲能消耗最大。圖2為聲波引起的納米纖維膜振動(dòng)示意圖[4]。Kucukali等[5]通過(guò)高速攝像機(jī)捕捉到聚乙烯醇(PVA)納米纖維薄膜與鋁箔在不同頻率聲波下的撓度變化發(fā)現(xiàn)，納米纖維薄膜相對(duì)于鋁箔具有更低的共振頻率與更高的共振峰值。高頻聲波振動(dòng)速度快，引起空氣與材料內(nèi)壁的熱交換更快;低頻聲波振動(dòng)速度慢，會(huì)繞過(guò)材料產(chǎn)生低頻繞射現(xiàn)象，引起材料內(nèi)空氣與材料間的相對(duì)輕微運(yùn)動(dòng)，聲能消耗不明顯，所以常規(guī)多孔吸聲材料具有良好的高頻吸聲性能，但中低頻吸聲能力較差。納米纖維有高于普通纖維100～10 000倍的比表面積與孔隙率[6]。高比表面積增加了聲波與纖維的作用面積，使中低頻段聲波與纖維表面的碰撞消耗更加容易，從而可提高中低頻段的吸聲性能。

納米纖維通常是比較致密的二維平面結(jié)構(gòu)，通過(guò)材料改性和工藝創(chuàng)新可制備具有穩(wěn)定的三維空間結(jié)構(gòu)的纖維體，從而進(jìn)一步提升其吸聲性能。Chang等[2]通過(guò)2個(gè)極性相反的單針產(chǎn)生帶電射流加以向上的熱氣流輔助制備出柔軟、富有彈性、高孔隙率(95%)的三維納米纖維(見(jiàn)圖3)。結(jié)果表明，該三維納米纖維在全頻段吸聲能力明顯優(yōu)于商業(yè)棉，頻率為400 Hz時(shí)吸聲系數(shù)達(dá)到0.5，頻率為800 Hz時(shí)吸聲系數(shù)達(dá)到0.95，具有優(yōu)良的中低頻吸聲能力。Cao等[24]通過(guò)交聯(lián)技術(shù)制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、回彈性好的三維海綿狀輕質(zhì)改性聚苯乙烯(PS)納米纖維吸聲材料(見(jiàn)圖4)，其在500～1 000 Hz頻段吸聲系數(shù)明顯高于非織造布?xì)趾腿矍璋放菽�，頻率為800 Hz時(shí)吸聲系數(shù)高于0.9。圖4 交聯(lián)PS納米纖維回彈性能

【參考文獻(xiàn)】：
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