静电纺丝制备有序纳米纤维的研究进展.pdf

专题综述

静电纺丝制备有序纳米纤维的研究进展
仰大勇蒋兴宇
国家纳米科学中心北京中国科学院研究生院北京
摘要年以来静电纺丝技术成为高分子材料和纳米技术研究领域的一个新的热点。综述了近
年来采用静电纺丝法制备有序纳米纤维的研究进展并讨论了有序纳米纤维的潜在应用。
关键词静电纺丝纳米纤维有序纤维组织工程
中图分类号文献标识码文章编号
静电纺丝是聚合物溶液或熔体在静电作用下述有序静电纺丝的制备方法有序静
进行喷射拉伸而获得微纳米级纤维的纺丝方法。早电纺丝的应用静电纺丝研究的展望。
在世纪年代就有专利报道了利用高压静电场
静电纺丝概述
进行纺丝的技术。近年来由于对纳米科技研究的
迅速升温静电纺丝这种可大规模制备纳米尺寸纤静电纺丝是一种制备微纳米纤维的纳米技术
维的纺丝技术激起了人们的广泛兴趣。因为设备简单、制备效率高而受到广泛的关注。典
静电纺丝技术的优点是容易制备比表面积大型的静电纺丝装置如图所示主要由三个部件构
的材料可以使用的高分子材料种类多纤维结构成高压电源、带有磨平针头的注射器和接收基
均一性高并且成本低廉因此原则上可以应用于底。高压电源一般能提供的电压大多数
很多领域如组织工程、药物缓释、仿生材料、研究采用直流电源也有少数采用交流电源。高分
传感器、微电子器件、过滤阻隔材料和超亲水或超子溶液装在注射器中通常在注射器的上端口连接
疏水表面等。静电纺丝的许多性质和性能上的注射泵用以控制溶液流出的速率。注射器的下端
优势还在不断地被人们发现这使得人们对于静电口连接磨平的针头针头与高压电源的正极连接作
纺丝的应用前景普遍看好。为阳极。电源的负极与接收基底连接作为阴极并
因为静电纺丝通常是无规取向的非织造布形接地接收基底一般采用铝箔也可以将玻片或硅
式限制了其作为一维纳米材料在光电子器件、增片放在铝箔上接收。加上电压时针头喷嘴处的溶液
强复合材料以及组织工程等某些重要领域的应用会带上正电荷因此在喷嘴处会形成近似三角锥状
因此制备有序纳米纤维成为静电纺丝的一个重要的结构亦称“泰勒锥”。当“泰勒锥”受到的静
课题。近年来多篇综述已经对静电纺丝的研究电场力大于表面张力时“泰勒锥”的尖端就会喷
进展做了回顾本文侧重有序静电纺丝的研究射出射流。当溶液浓度很稀时这种射流最终形成
进展主要包括以下几个部分静电纺丝概一些小球这种情况叫做“电喷”
收稿日期当溶液浓度足够大时喷出物是细丝这种情况叫
基金项目该工作得到了国家自然科学基金、科技部做“电纺”。喷出物在电场的作用
专项和中国科学院知识创新工程领域前沿项目
的资助。下飞向阴极沉积在接收基底上。电纺丝通常呈无
作者简介仰大勇男湖北安陆人汉族博士研究生主要从序聚集状态然而无序排列的电纺丝在宏观整体上
事静电纺丝及其生物学应用的研究工作。
通讯联系人。的物性是均一的某些应用却希望材料具有各向异
合成纤维
专题综述

性因此就必须在制备材料的时候使其微结构单、产率高的有序排列电纺方法人们在这个基本装
在某一方向上有序。比如肌肉细胞、血管内置的基础上做了许多改进实验。转轴法是一种高产
皮细胞和神经元细胞等会沿某一特定方向生长率、大面积制备平行纤维的方法但该方法