เนื่องจากอุตสาหกรรมเส้นใยเคมีมุ่งสู่การเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพสูงและหลากหลายฟังก์ชัน วัสดุ 3 มิติแบบกลวงจากเส้นใยกราฟีนจึงกลายเป็นกำลังสำคัญในการก้าวข้ามข้อจำกัดของเส้นใยเคมีแบบดั้งเดิมด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์และประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม พวกเขาไม่เพียงแต่ฉีดพลังแห่งเทคโนโลยีเข้าสู่อุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังขยายขอบเขตการใช้งานอีกด้วย คุณค่าและกระบวนการผลิตของมันสมควรได้รับการพิจารณาอย่างละเอียด

วัสดุ 3 มิติแบบกลวงจากเส้นใยกราฟีนได้ก้าวข้ามข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของเส้นใยเคมีแบบดั้งเดิมเป็นครั้งแรก แม้ว่าเส้นใยเคมีแบบดั้งเดิม เช่น โพลีเอสเตอร์และไนลอนจะมีต้นทุนต่ำ แต่ก็มีปัญหา เช่น ความแข็งแรงไม่เพียงพอและทนต่อสภาพอากาศได้ไม่ดี ทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการของสาขาระดับไฮเอนด์ เมื่อความแข็งแรงสูงและการนำไฟฟ้าสูงของกราฟีนรวมกับน้ำหนักเบาและการระบายอากาศสูงของโครงสร้าง 3 มิติแบบกลวง ความต้านทานแรงดึงของวัสดุจะสูงกว่า30%สูงกว่าเส้นใยเคมีทั่วไป นอกจากนี้ยังมีค่าการนำความร้อนและทนต่อรังสียูวีได้ดีเยี่ยม สามารถนำไปใช้โดยตรงในเสื้อผ้ากลางแจ้งระดับไฮเอนด์ ส่วนประกอบน้ำหนักเบาสำหรับอากาศยาน และสถานการณ์อื่นๆ ซึ่งเป็นการเติมเต็มช่องว่างในด้านประสิทธิภาพสูงของวัสดุเส้นใยเคมี

ประการที่สอง วัสดุนี้ส่งเสริมการยกระดับฟังก์ชันของอุตสาหกรรมเส้นใยเคมี เส้นใยเคมีแบบดั้งเดิมมีฟังก์ชันเดียวและส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในด้านสิ่งทอ อย่างไรก็ตาม วัสดุ 3 มิติแบบกลวงจากเส้นใยกราฟีนสามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ฟังก์ชันต่างๆ เช่น ชุดทำแผลต้านเชื้อแบคทีเรียทางการแพทย์และวัสดุกรองน้ำได้ด้วยคุณสมบัติการดูดซับของโครงสร้างกลวงและคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของกราฟีน ตัวอย่างเช่น ช่องกลวงของมันสามารถดูดซับสารมลพิษในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีประสิทธิภาพการกรองมากกว่า95%และคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของกราฟีนสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้ ทำให้เกิดความเป็นไปได้สำหรับการใช้งานข้ามสาขา เช่น การปกป้องสิ่งแวดล้อมและการรักษาพยาบาล และขยายขอบเขตตลาดของอุตสาหกรรมเส้นใยเคมี

วัสดุ 3 มิติแบบกลวงจากเส้นใยกราฟีนยังตอบสนองความต้องการคาร์บอนต่ำของอุตสาหกรรม ในกระบวนการผลิต สามารถใช้โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเป็นเมทริกซ์ โดยใช้แผ่นนาโนกราฟีนในปริมาณน้อย (เพียง0.5%-1%การเติมสามารถบรรลุการเปลี่ยนแปลงด้านประสิทธิภาพ) ลดการใช้ทรัพยากร ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างกลวงช่วยลดความหนาแน่นของวัสดุลง40%ซึ่งสามารถลดการใช้สีย้อมและสารเติมแต่งในการประมวลผลในภายหลัง ช่วยให้อุตสาหกรรมเส้นใยเคมีบรรลุเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" และส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมไปสู่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การเตรียมวัสดุต้องใช้ขั้นตอนสำคัญสี่ขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการเตรียมวัตถุดิบ แผ่นนาโนกราฟีนจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในของเหลวปั่นโพลีเอสเตอร์หรือโพลีเอไมด์ผ่านเทคโนโลยีการกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ควบคุมความเข้มข้นในการกระจายตัวและขนาดอนุภาคเพื่อให้แน่ใจว่ากราฟีนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นพื้นฐานในการรับประกันประสิทธิภาพของวัสดุ ขั้นตอนที่สองคือการปั่นแบบผสม ใช้หัวฉีดแบบกลวงสำหรับการปั่นในอุปกรณ์ปั่นหลอมเหลว โดยการปรับรูรับแสงของหัวฉีด (โดยปกติ0.1-0.3 มม.) และอุณหภูมิการปั่น (260-280℃) เส้นใยที่ปั่นจะสร้างโครงสร้างกลวง และใช้อุปกรณ์ฉุดเพื่อควบคุมการยืดเส้นใยหลายครั้ง (โดยปกติ3-5 เท่า) เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของเส้นใย ขั้นตอนที่สามคือการประมวลผลการขึ้นรูป 3 มิติ โดยที่เส้นใยกลวงที่ปั่นแล้วจะถูกถักเป็น 3 มิติผ่านเครื่องถัก สำหรับโครงสร้างสามมิติ ความหนาแน่นของการทอจะถูกปรับตามข้อกำหนดการใช้งาน ตัวอย่างเช่น การทอแบบหลวมจะใช้เมื่อใช้สำหรับวัสดุกรอง และการทอแบบหนาแน่นจะใช้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้าง ขั้นตอนสุดท้ายคือการประมวลผลหลังและการทดสอบ วัสดุที่ขึ้นรูป 3 มิติจะถูกตั้งค่าด้วยความร้อน (อุณหภูมิ120-150°C) เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้าง จากนั้นจะตรวจจับความกลวงด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและทดสอบคุณสมบัติทางกลด้วยเครื่องทดสอบแรงดึงเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรม

ปัจจุบัน วัสดุ 3 มิติแบบกลวงจากเส้นใยกราฟีนได้ปรากฏขึ้นในหลายสาขา ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องของกระบวนการผลิตและการลดต้นทุน จะส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมเส้นใยเคมีจาก "การผลิตขั้นพื้นฐาน" ไปสู่ "การผลิตอัจฉริยะระดับไฮเอนด์" และกลายเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรม