棉花是世界上zui主要的農(nóng)作物之一，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量大，適合制作各類衣服、家具布和工業(yè)用布。棉花作為我們生活中*的東西，你想知道棉花的微觀世界是什么樣的嗎？你知道新鮮棉花和成品棉花的微觀形貌有何差別嗎?（說句大實(shí)話，小編在接觸飛納電鏡之前，也不知道）下面讓飛納電鏡為你一層一層剖開這神秘的面紗。

新鮮的棉花含有一定的水分，且不導(dǎo)電。對于一般的掃描電鏡來說，樣品倉的真空度要求是比較高的，因此含水樣品是不能直接觀察的，往往需要進(jìn)行繁瑣脫水處理，或者用環(huán)境掃描電鏡（ESEM）進(jìn)行觀察。飛納電鏡的樣品倉采用低真空設(shè)計(jì)，對含水或不導(dǎo)電的樣品可以直接進(jìn)行觀察。我們對新鮮的棉花不作任何處理，取一小部分樣品粘在樣品臺上，放入飛納電鏡，直接觀察。從圖中可以看到新鮮的棉花為飽滿的柱狀結(jié)構(gòu)，整齊排列。

圖 1 新鮮棉花的掃描電鏡圖

棉花不導(dǎo)電，但是碳化溫度非常低，高倍下容易被電子束擊穿并碳化。為了觀察更多的表面細(xì)節(jié)信息，需要對棉花噴金。圖2是噴金后棉花的掃描電鏡圖，左圖為新疆的棉花，右圖為河北的棉花。從圖中可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，單個(gè)棉花絲有棉花節(jié)，而且新疆棉花的棉花節(jié)要比河北的明顯。棉花表面的微纖絲是呈螺旋狀排布的，這里就可以大膽推測微纖絲的排列對棉花脫水后的形狀有很大的影響。

(a)

(b)

圖 2 (a)圖為新疆棉花，(b)圖為河北棉花

為了獲得棉花的截面信息，我們用樹脂包埋棉花，做成金相?？梢钥吹絾胃藁ńz的壁厚為3μm左右。

圖3 棉花截面

將棉花室溫晾干，我們可以看到一個(gè)有趣的現(xiàn)象，圓柱狀的棉花絲逐漸變成螺旋狀（圖4），這與棉花微纖絲的排列有關(guān)。上文提到過，棉花的微纖絲是呈螺旋狀排列的，脫水時(shí)，棉花朝垂直于微纖絲的方向收縮，zui終形成螺旋狀結(jié)構(gòu)。

圖4 脫水棉花

棉花絲的粗細(xì)，往往影響著棉花成品的觸感與質(zhì)量。棉花質(zhì)量的主要指標(biāo)有長度、馬克隆值、含雜率、品級等。其中馬克隆值是反映棉花纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)，數(shù)值越大，表示棉花絲越粗，成熟度越高。當(dāng)棉花絲較細(xì)時(shí)，生長期較短，成紗截面的纖維根數(shù)多，強(qiáng)力高，可以紡制中棉紗。因此，對于棉花絲直徑尺寸的檢測有著重要的意義。我們采用飛納電鏡的纖維統(tǒng)計(jì)分析測量系統(tǒng)進(jìn)行測量，這種軟件可以測量從納米到亞微米量級的纖維，數(shù)秒之內(nèi)采集數(shù)百纖維的直徑信息，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)均經(jīng)過50次測量取平均值。根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息自動(dòng)生成纖維直徑分布柱狀圖，并導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件。從柱狀分布圖，可以直觀地看到所測的棉花的直徑在18μm左右。

軟件操作界面

纖維測量圖片

 纖維直徑分布柱狀圖

圖 5 纖維統(tǒng)計(jì)分析測量系統(tǒng)測纖維直徑