玄武巖纖維（BF）是由玄武巖礦石經熔融、拉絲、涂覆浸潤劑后制備的纖維材料，被廣泛應用于航空航天、交通運輸、土木建筑等領域。玄武巖纖維本身表現出一定的物理和化學惰性，這限制了材料在環境響應、個體識別等領域的功能應用。

近期，中科院新疆理化所科研人員圍繞玄武巖纖維在制備過程中需要涂覆浸潤劑這一過程，研發出以環氧乳液和氧化鋅量子點（ZnO QDs）為主要成分的納米復合浸潤劑，探究了浸潤劑對玄武巖纖維表面形貌、光學和力學等性能的影響。研究結果表明，納米復合浸潤劑具有優異的穩定性、成膜特性和熒光性能，可使單纖維和束纖維的力學性能分別提升28.1%和125.1%，這種提升主要源于浸潤劑不僅修復、鈍化了纖維表面的缺陷，還提升了纖維與纖維之間的集束性能。此外，科研人員發現通過調控浸潤劑中ZnO QDs尺寸，可獲得熒光顏色從黃色、綠色到藍色的玄武巖纖維（圖1A），所得熒光玄武巖纖維具有優異的水洗穩定性、防偽特性和對H⁺的高度敏感性（圖1B），從而拓寬了玄武巖纖維的功能特性。該研究成果也為開發其它無機熒光纖維（如玻璃纖維、石英纖維、碳化硅纖維等）提供了新的方法和途徑。

相關研究成果近期發表在復合材料專業期刊Composites Communications上。研究工作得到了中科院“西部之光”交叉團隊項目-重點實驗室合作研究專項、新疆維吾爾自治區上海合作組織科技伙伴計劃及國際科技合作計劃等項目資助。

論文信息：

Hong-Bin Sun, Xing Dan, Hao B, Xiu Yue, Peng-Cheng Ma. Development of fluorescent basalt fiber with nanocomposite sizing for acid indication and anti-counterfeiting. Composites Communications, 2022, 35, 101291（論文鏈接）

圖1. 熒光玄武巖纖維及其應用

（上圖：具有不同熒光特性的玄武巖纖維；下圖：不同pH溶液中黃色玄武巖纖維的熒光變化情況，插圖為溶液pH值與熒光淬滅時間之間的關系）