علوم و فناوری نساجی و پوشاک

علوم و فناوری نساجی و پوشاک

مروری بر نانوالیاف آرامید: تولید، خواص، کاربردها و چالش های زیست محیطی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه شیمی نساجی و علوم الیاف، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران، اصفهان، صندوق پستی 83111-84156
2 دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
10.22034/jtst.2026.564451.1533
چکیده
نانو الیاف آرامید به سبب ویژگی‌های ممتاز خود از جمله استحکام کششی بالا، مدول زیاد، پایداری دمایی و پایداری شیمیایی مطلوب در صف پیشتازان نانومواد شناخته می‌شوند. این برتری‌ها تاکنون راه را برای کاربردهای گوناگون در کامپوزیت ها، ذخیره سازی انرژی، حوزه‌های حفاظتی، فرایندهای جذب و حتی محصولات پزشکی نوآورانه هموار کرده است. با وجود توجه روزافزون به کامپوزیت ها مبتنی بر این نانوالیاف و کاربردهای آن‌ها در حوزه‌های پیشرفته، کمبود مرورهای جامع درباره پیشرفت‌های بنیادی و کاربردی اخیر احساس می‌شود. این مقاله مروری با هدف جمع‌بندی از نانوالیاف آرامید است ابتدا ساختار و دسته‌بندی الیاف آرامید (پارا، متا و کو-پارا-آرامید) را معرفی می‌نماید. سپس روش های اصلیِ ساخت نانوالیاف که شامل تجزیه مکانیکی، خودآرایی ناشی از پلیمریزاسیون، پروتون‌زدایی شیمیایی/ مکانیکی-شیمیایی و الکتروریسی هستند، به‌صورت مقایسه‌ای مرور می‌شوند. اهمیت عملیات پس از ساخت، به‌ویژه حذف نمک‌های باقیمانده و عملیات گرمایی، در افزایش یکپارچگی، بلورینگی و دوام مکانیکی–گرمایی لایه نانو الیاف بررسی شده است. افزون بر این، ویژگی‌های متمایز کامپوزیت ها مبتنی بر این نانوالیاف، به‌ویژه در ارتباط با کاربردهای مشخص هر دسته، به دقت بررسی می‌شود. در پایان، چالش‌های کلیدی مانند بهبود پیوندهای میان‌سطحی، پایداری درازمدت، مقیاس‌پذیری و کاستن از پیامدهای زیست‌محیطی فرایندها، همراه با ضرورت استانداردسازی روش‌های سنجش، به‌عنوان مسیرهای آینده پیشنهاد می‌شوند تا راه انتقال این فناوری از آزمایشگاه به صنعت هموارتر گردد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A review on aramid nanofibers: Manufacturing, properties, applications, and environmental challenges

نویسندگان English

Zahra Baharloo 1
Komeil Nasouri 2
1 Textile chemistry and fiber science group, Department of Textile Engineering, Isfahan University of Technology, Iran, Isfahan 84156-83111
2 Faculty of Textile Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده English

Aramid nanofibers (ANFs) are at the forefront of emerging nanomaterials and are recognized for their outstanding properties, including high tensile strength, high modulus, and excellent thermal and chemical stability. These advantages have paved the way for a wide range of applications in composites, energy systems, protective fields, adsorption processes, and even innovative biomedical products. Despite the growing interest in functional ANF-based composites and their applications in advanced fields, there is still a lack of comprehensive reviews addressing recent fundamental and applied developments. This review aims to provide an up-to-date overview of aramid nanofibers. First, the structure and classification of aramid fibers (para-, meta-, and co-para-aramid) are introduced. Subsequently, the main fabrication methods for aramid nanofibers, including mechanical disintegration, polymerization-induced self-assembly, chemical/mechanochemical deprotonation, and electrospinning, are comparatively reviewed. The importance of post-processing treatments, particularly the removal of residual salts and thermal post-treatments such as hot pressing and thermal annealing, in enhancing the integrity, crystallinity, and thermo-mechanical durability of nanofibrous layers is examined. Furthermore, the distinctive characteristics of ANF-based composites, especially in relation to specific applications, are carefully analyzed. Finally, key challenges such as improving interfacial bonding, long-term stability, scalability, and reducing the environmental impact of processing methods, along with the need for standardized characterization techniques, are highlighted as future directions to facilitate the transition of this technology from laboratory-scale research to industrial applications.

کلیدواژه‌ها English

Aramid nanofibers
Kevlar
Nomex
Electrospinning
composite

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 14 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 28 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 18 خرداد 1405