Kuiturakenteita

Kuiturakenteet kuvaavat kuitujen järjestäytymisen ja geometrian rakennetta aineessa tai kudoksessa. Kuitu voi olla luonnollinen tai keinotekoinen, ja kuitujen muodostama verkko, kerros tai kolmiulotteinen kokonaisuus vaikuttaa materiaalin mekaanisiin ominaisuuksiin, tiiviiyteen sekä läpäisevyyteen ja lämmönjohtuvuuteen.

Luokittelu voidaan tehdä useilla perusteilla. Järjestyksen mukaan erotetaan suuntautuneet (anisotropiset) kuidut, jotka tuottavat voimakkaan suunnan mukaan määritellyt ominaisuudet, sekä satunnaisesti järjestyneet kuidut, joiden ominaisuudet ovat suurelta osin tasaisia. Muodon mukaan voidaan erottaa kankaat ja kudokset sekä ei-kudotut verkot (nonwoven) ja kolmiulotteiset kuitupohjaiset rakenteet, kuten kuituvahvistetut komposiitit.

Luontaisia kuiturakenteita ovat esimerkiksi puu- ja kasvikuidut sekä kollageenikudos, kun taas keinotekoisia ovat polymeerikuidut, lasi- ja hiilikuitu. Kuiturakenne määrittää sen, miten materiaali käyttäytyy kuormitettuna, sekä sen läpäisevyyden, termisen käyttäytymisen ja kestävyyden eri olosuhteissa.

Käyttökohteet ovat laajat: tekstiilit, komposiitit, suodattimet ja biolääketieteen rakenteet sekä ympäristötekniikka. Kuiturakenteita analysoidaan muun muassa mikroskopialla, skannaavalla elektronimikroskopialla (SEM), röntgentutkimuksella (XRD) tai kolmiulotteisella tomografialla, sekä mekaanisilla testeillä ja laskennallisilla malleilla kuvaten kuitujen orientaation ja verkon koon vaikutuksia.