近日,从中科院上海硅酸盐研究所得到的消息,该所已经能够利用先进的电纺丝技术,让用肉眼看不见的纳米纤维变得“听话”,能够按照科学家的意愿,“织”出斜纹、圆环乃至中国结、苏格兰格子等图案,并且科学家已经尝试过多种材料,都能“织”出具有规则纹样的纳米布。
据该所研究员常江介绍,电纺丝技术是利用聚合物溶液(或熔体)在电场作用下的喷射,来制备纳米级超精细纤维的一种新型加工方法。一个普通的电纺丝制备装置主要由3部分组成:高压电源、带有导电喷丝头的贮液装置和收集器。当仪器工作时在喷丝头处施加一个高压,这样就会在高压喷头同低压收集器之间产生一个电场,当电压增大到一定程度时,溶液就会在静电斥力的作用下克服表面张力和粘弹性力,从喷丝头喷射出来并形成射流,射流在向接收器运行过程中逐渐细化,同时溶剂挥发,最终在收集器上形成电纺丝纤维。
研究员们通过设计并利用具有不同结构的收集模板,对影响纤维沉积和排列的作用力进行调控,制备出了具有复杂可控图案化和编织结构的电纺丝纤维支架材料。这比以往的纤维取向控制技术又往前迈出了一大步。由于图案和编织结构的可控性进一步增强,就使纳米纤维变得“听话”了。
目前,电纺丝纳米纤维在再生医学和组织工程领域具有非常大的应用前景。比如,与组织有很好相容性的高分子材料制成的电纺丝纤维有可能作为人工血管、人工皮肤、人工骨骼材料用于修复这类组织的缺损。另外,在电子、催化、航空航天、服装甚至其他工业领域,电纺丝纳米纤维也具有潜在的市场。
据介绍,该所已经尝试使用多种材料,比如聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯吡咯烷酮等都可以制成具有可控图案化和编织结构的电纺丝纤维材料。