1. 研究目的与意义
纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是重要的生物可降解性和可再生的生物质资源之一，纤维素属于大分子链状结构，由于本身的结构复杂多样，常用光谱手段对其进行研究，如红外光谱技术和X射线衍射技术，这些光谱手段已被广泛报道。随着太赫兹波的发现和逐渐发展，对于材料低频段光谱的研究逐渐增多，但利用太赫兹光谱技术对纤维素的研究目前还比较少。
2. 国内外研究现状分析
加拿大Alberta大学研究者利用太赫兹时域光谱技术，研究云杉木材的远红外性能，结果发现木材内部的优先纤维取向产生了双折射，这将有望利用对木材双折射的测量，实现对木制品内纤维取向的测定。加拿大University of Northern British Columbia (UNBC)研究者通过实验得到10种木材的太赫兹透射光谱，发现不同树种的木材双折射差别很大，这一可变性有望作为物种区分的指纹光谱。Nezadal等人利用较低的太赫兹频段（频率范围为220-325GHz）对玻璃纤维增强塑料中的人造缺陷进行了检测，可以达到0.8mm的纵向分辨率。HuTao等人对太赫兹频率范围的蚕丝复合材料进行了探究，以具有生物相容性的蚕丝薄膜作为载体，用电子投射技术将金粒子以一定的规格投射在蚕丝薄膜上做成太赫兹波段的超材料，可以用于对人体病变部位进行跟踪治疗。德国Koch证明，太赫兹成像可以在亚年轮空间分辨率建立山毛榉（Fagus longipetiolata）木材的密度图。空间分辨率受辐射波长的限制，在成像应用中，由于太赫兹波的短波长性质，使其空间分辨率可达到mm甚至μm级，实现了用亚年轮分辨率测绘木材密度分布。通过得到的密度映射图，可以直接看出木材内的密度分布。
吴晓东等人利用太赫兹研究天然蚕丝结构特征，并探究其与染色丝的区别。研究结果表明四种蚕丝纤维样品相比参考信号都做出了不同程度的衰减，且衰减程度不一样，在太赫兹波段没有明显特征吸收峰，但吸收系数与折射率都存在差异，说明利用太赫兹时域光谱技术也可以区分天然彩色蚕丝与染色丝。裘国华等人利用太赫兹时域光谱技术，研究玉米、麦壳、芦苇在0.2-1.8太赫兹频段频谱特性，分析三种植物纤维素的折射率和吸收谱，并用化学分析方法检测它们的纤维素含量，用纤维素粉作为参考样品进行比较。结果表明利用太赫兹波技术进行植物纤维素的检测，可以实现对植物原料中纤维素的快速判断。苏同福等人利用太赫兹射线技术研究烟梗中分子或高分子的振动，通过检测卷烟产品的太赫兹吸收变化情况，来监控卷烟产品的质量。鉴于太赫兹射线的独特性，太赫兹技术为烟草化学提供了一个新的研究工具。浙江理工大学骆斌等人通过太赫兹时域光谱测试和自由空间电光采样方法获得了几种化学纤维（涤纶、芳纶、维纶）的透射光谱，进而计算它们在0.2～1.0太赫兹频段的吸收系数和折射率。研究表明涤纶、芳纶、维纶纤维在太赫兹频段存在特征频谱响应，可以用来探测分子的结构信息和振动情况，并可以用来作为鉴别纤维的手段。
3. 研究的基本内容与计划
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4. 研究创新点
利用太赫兹时域光谱技术，研究四种纤维素在不同厚度情况下的太赫兹吸收谱图的特点 |
