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电纺丝制备纳米纤维材料研究

发布时间:2017-12-03 阅读:

  静电纺丝制备纳米纤维材料

  近日,由中国科学院上海硅酸盐研究所长江研究员领衔的研究小组,在静电纺丝制备纳米纤维材料方面取得了新的进展,成功地制备了具有宏观结构和微观形貌控制的三维管状纤维材料。这项研究发表在国际知名的杂志“纳米快报”上,并已经申报了发明专利。本文也被“自然”杂志选为最新研究亮点。采用静电纺丝技术制备的三维管状纤维材料具有通用性强,操作简单,纤维成分细致均匀,比表面积大等优点,尤其在生物医学工程领域,尤其是组织工程和再生医药(特别是作为血管,气管和神经导管等临床修复替代材料)以及过滤,催化等工业领域有非常广阔的前景。以前,滚筒装置通常用来收集电纺三维管状纳米纤维材料。这种方法获得的三维管道在纤维组装的宏观结构和微观形态控制方面都有很大的局限性。而且,传统的方法不能获得一端具有交联网络结构或封闭结构的管状纤维材料。另外,在制备超细(直径小于0.3mm)的管状材料时有一些困难;同时,由于滚筒装置的移动性,难以控制管状纤维集合体的微细结构。上述缺点极大地限制了电纺纳米管材料的应用。因此,制备具有可控宏观结构和微观形态的三维管状纤维材料备受关注。为了解决这些科学问题,由中国科学院上海硅酸盐研究所长江研究员领导的研究小组,将静电三维棒状(或其排列)模板巧妙地引入静电纺丝过程,然后通过平面和棒状 - 有助于改变静电场的形状,成功地制备出三维管状纤维材料的均匀结构。同时,通过改变三维模板的宏观结构来控制管状材料的三维结构(长度,直径,管端限制,连接交叉结构等)。同时,研究小组发现二维图案模板仍然适用于三维系统的应用,在研究了图案参数的光纤布置的基础上,以控制宏观结构在成功实现的基础上,可以通过微观形态控制管状纤维材料,成功制备出具有不同复杂可控图案化微观形貌的电纺纤维管材。该方法是静电纺丝技术的一个重要发展,对静电纺丝材料在生物医学工程中的应用,尤其是组织工程等工业领域具有重要意义。本研究由国家“973”计划(项目编号:2005CB522704)和国家自然科学基金(项目编号:30730034)资助和资助。 (来源:中国科学院上海硅酸盐研究所)(纳米快报8(10),3283-3287,张大明,张江)

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