纤维的摩擦性质是纤维表面性质中一个非常重要的方面,它不仅影响纺、织加工性能,而且影响成品的手感风格。纤维的摩擦还会导致纤维的磨损与变形,产生质量转移、热量和静电等现象。角蛋白纤维因其表面特殊的鳞片结构,其摩擦性能也表现出一些鲜明的特点。随着纳米技术和一系列扫描电子显微镜的迅速发展,纳米摩擦学成为摩擦学研究最热的前沿领域之一。它能够从原子、分子尺度揭示摩擦磨损与润滑机理,建立材料微观结构与宏观特性之间的构性关系和定量准则。对角蛋白纤维进行纳米尺度的摩擦性能研究,不仅有助于进一步理解纤维摩擦的现象和机理,完善纤维摩擦的理论,还可以对实际生产和角蛋白纤维的进一步开发利用提供理论指导。本文利用原子力显微镜(AFM)的二维和三维图像及粗糙度对角蛋白纤维经拉伸处理后表面形态的变化进行分析。研究发现,经拉伸处理后,纤维的鳞片明显被拉长,边缘变模糊。高拉伸率时,鳞片出现开裂、断裂等破损。表面粗糙度随拉伸率的增大呈现非线性变化,高加索人发拉伸100%时,表面粗糙度最大,而亚洲人发和羊驼毛都是拉伸40%时,表面粗糙度最大。对角蛋白纤维纳米尺度下的摩擦性能进行了研究,并与宏观尺度下的摩擦性能进行了对比。结果表明,高加索人发经20%拉伸率处理后的纳米摩擦系数最大,为0.038,而经40%拉伸率处理的纳米摩擦系数最小,为0.012；对于亚洲人发,经20%拉伸率处理后的纳米摩擦系数最小,为0.008,而经40%拉伸率处理的纳米摩擦系数最大,为0.033。两种人发对比发现,拉伸率小于60%时,两种人发纳米摩擦系数随拉伸率增大波动比较大,且随拉伸率增大变化趋势相反；拉伸率大于60%时,纳米摩擦系数随拉伸率增大变化趋势一致。羊驼毛纤维的纳米摩擦系数比两种人发都要大,并且随拉伸率的增大而增大,经60%拉伸处理的纤维的纳米摩擦系数达到0.056。宏观尺度的摩擦系数明显大于纳米尺度的摩擦系数,因此纤维的摩擦性能存在尺度效应。宏观尺度和纳米尺度下角蛋白纤维都存在摩擦的方向性效应,但它们的机理是不同的。宏观尺度下的摩擦方向性效应主要是由表面鳞片的整体取向性产生的；纳米尺度下摩擦的方向性效应主要体现为鳞片的边缘效应。利用原子力显微镜力-距离曲线原理对角蛋白纤维纳米尺度下粘附性能进行了研究,计算出不同拉伸率角蛋白纤维的表面粘附力和基于JKR (Johnson-Kendal-Roberts)接触理论的粘附能。不同拉伸率角蛋白纤维的粘附力在15nN-55nN左右,并且经20%拉伸率处理的纤维表面粘附力最大。