帝人日前开发成功了具有光触媒活性的二氧化钛（TiO2）纳米纤维，纤维直径大约为200nm。该公司通过在喷射带电溶液的“静电纺丝工艺（Electrospinning Process，以下简称电纺工艺）”上进行大力研究，开发成功了此前生产难度较大的纳米纤维。日前已证实，与作为光触媒大量采用的二氧化钛微粒子相比，光触媒的活性更高。该公司希望今后将其普遍应用于高性能过滤器等产品。
电纺工艺通过向欲将其变成纤维的材料溶液施加高电压，让其带电，使溶液从喷嘴前端射出后来纺丝。该工艺的原理是：通过让溶液带电，分子间的反作用力就会超过溶液表面的张力，这时溶液便会猛然射出。这样一来，就可在到达电极（金属制）之前将溶液纺成细达纳米级的纤维。
在生产二氧化钛纳米纤维时，首先在溶媒中溶解二氧化钛的前驱体（含有钛的有机化合物），然后利用电纺工艺使其纤维化，最后通过加热烘干就形成了二氧化钛纳米纤维。采用原来的电纺工艺得到的纤维存在太脆的缺陷，无法作为材料来使用，不过，该公司通过在溶媒及纺丝工艺上加大研究力度，成功地提高了纤维的特性，达到了可在构造体中使用的水平。
通过这种工艺制成的二氧化钛纳米纤维，其直径极细，仅有约200nm（图1），采用X射线衍射(XRD)等方法测试证明，可获得具有光触媒活性的“锐钛(Anatase)结晶构造”。
在光触媒活性实验中，通过将二氧化钛纳米纤维浸入亚甲蓝(Methylene Blue)色素溶液，并照射紫外光，形成了亚甲蓝分解程度及吸收波长变化的曲线图，利用这一方法进行了验证。为了进行比较，使用了目前作为光触媒大量采用的二氧化钛微粒子（直径40nm）以及空白试样（Blank Test Sample，仅使用亚甲蓝）。结果证明，二氧化钛纳米纤维的色素分解性能，即光触媒活性较高（图2、3）。
该公司在解释原因时表示：“现在仍处于假说水平，二氧化钛容易凝聚，而二氧化钛纳米纤维则不易凝聚，这是不是活性得以提高的原因，目前还无法证实。”
该材料尚处于基础研究水平，今后将向环境净化等领域的过滤器等产品推广。除活性提高外，在纺丝后即可获得像无纺布一样的材料，因此与需要进行表面涂装等处理的二氧化钛微粒子相比，具有加工工序简单等优点。
除二氧化钛纳米纤维之外，帝人还在氧化铝（Al2O3）的纤维化上获得了成功，因此该公司打算对两种研究成果的应用同时进行推广。另外，该公司的研究成果还将在日本高分子学会主办的“第14届聚合物材料论坛”（2005年11月15～16日，东京船堀Tower Hall）上发表。 |
