静电纺丝制备二氧化硅纳米纤维

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶凝胶法制备硅溶胶,研究了体系中水、盐酸的含量对其电纺性能的影响.用电纺法制备出表面光滑、尺寸均匀,直径500~600 nm的二氧化硅(SiO2)纳米纤维.由静电纺丝得到的SiO2纳米纤维经室温下干燥和800℃高温煅烧后,分别用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱法(FTIR)、热重分析法(TG)对其进行了表征和分析.     

静电纺丝技术制备TiO_2纳米纤维的研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液为基体,加入体积分数为6%的钛酸异丙酯,制得前驱体溶液,在高电场强度下用静电纺丝法制备了PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维,经600℃高温煅烧得到金红石和锐钛矿混杂的二氧化钛(TiO2)纳米纤维,直径约150～200 nm.研究了不同电纺参数对PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维的形貌的影响.通过差热-热重分析(TG-DSC)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)等分析测试手段对制得的TiO2纳米纤维进行表征.     

静电纺丝法制备金属氧化物纳米纤维的研究

在高度集成化浪潮的推动下,现代技术对纳米尺度功能器件的需求将越来越迫切.纳米线/管等一维材料作为纳米器件中必不可少的功能组件,在纳米研究领域中的地位显得愈发重要.静电纺丝法是一种能够连续生产直径在纳米级的高聚物纤维的方法.本文主要介绍利用静电纺丝方法制备金属氧化物纳米纤维的研究进展,并展望了其可能的应用.     

静电纺丝法制备高分子纳米纤维的成因研究

对静电纺丝法制备高分子纳米纤维的成因进行了探究,主要通过分析高分子的结构与纺丝条件,寻找到静电纺丝法制备纳米纤维材料的一般规律。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了高分子结构、分子量、溶液浓度和溶剂对高分子纳米纤维形貌的影响。实验结果表明:决定能否形成纤维的主要因素是高分子的结构和分子量,纤维的直径随着高分子溶液浓度的增加而增加,溶剂的挥发速率对纤维的形貌有决定性的影响。因此,利用静电纺丝法制备纳米纤维时应着重考虑以上四个因素的影响。     

静电纺丝法制备Y3Al5O12纳米纤维

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y(NO3)3 Al(NO3)3]复合纳米纤维,研究了反应体系的最佳组成,系统地讨论了静电纺丝工艺的影响,获得了最佳制备条件.将PVP/[Y(NO3)3 Al(NO3)3]复合纳米纤维在900 ℃焙烧10 h,获得了晶态的YAG纳米纤维.XRD分析表明,YAG纳米纤维属于立方晶系,空间群为Ia3d.SEM分析表明,PVP/[Y(NO3)3 Al(NO3)3]复合纳米纤维表面光滑,平均直径约为175 nm;YAG纳米纤维的直径约为75 nm,长度大于100 μm.该技术可以用来制备其他稀土石榴石型化合物纳米纤维.     

静电纺丝技术制备二氧化铈纳米纤维

采用静电纺丝技术制备了PVP／Ce（NO3）3复合微米纤维,研究了反应体系的最佳组成,获得了最佳制备条件。将PVP／Ce（NO3）3复合微米纤维在600℃焙烧10h,获得了晶态CeO2纳米纤维。XRD分析表明,PVP／Ce（NO3）3复合纤维为无定型,CeO2纳米纤维为立方晶系,空间群为OH^5-F^M3m。SEM分析表明,PVP／Ce（NO3）3复合微米纤维表面光滑,平均直径约为1．0～2．0μm;所制备的CeO2纳米纤维的平均直径为300nm,长度大于50μm。     

静电纺丝法制备聚吡咙纳米纤维

本文通过溶液墙聚法合成聚吡咙前躯体溶液,利用高压静电纺丝法将聚吡咙前躯体制成纳米纤维,最后加热环化得到聚吡咙纳米纤维。采用SEM．FT—IR手段对聚吡咙纳米纤维进行了表征,详细研究了溶液浓度,电压等对聚吡咙前躯体纳米纤维形貌的影响,得到了制备聚吡咙纳米纤维的最佳实验条件。试验结果表明,浓度和电压是影响聚吡咙前躯体纳米纤维形成的关键因素。     

熔体微分静电纺丝纳米纤维高效绿色制备技术

纳米纤维在生物医疗、高效过滤及生化防护等领域有着广泛的应用前景。静电纺丝被学术界及工业界认为是最具产业化制备纳米纤维的前景技术之一,其中熔体静电纺丝无需使用溶剂,相比溶液静电纺丝,避免了有毒溶剂残留、回收及处理等问题,是聚合物纳米纤维绿色制造的发展方向。然而,受到装备复杂、工艺滞后的影响,熔体静电纺丝始终未能突破纤维细化难、制备效率低的瓶颈。为此,团队创新提出了熔体微分静电纺丝新方法,经过十余年探索,围绕其工艺、装备、材料及应用等进行了系统的研究,率先实现了500 nm范围内熔体电纺纳米纤维的工业化制备,并建立了世界上第一套熔体微分静电纺丝纳米纤维工业化生产线。本文将从熔体微分静电纺丝的机理、关键技术、纳米纤维批量绿色制造及应用三个方面介绍熔体微分静电纺丝的研究成果及最新进展。     

静电纺丝技术制备TiO2纳米纤维与表征

采用静电纺丝技术制备了PVP/Ti（SO4）2复合纳米纤维.将PVP/Ti（SO4）2复合纳米纤维在700℃焙烧10h,获得了晶态的TiO2纳米纤维.XRD分析表明,700℃煅烧后得到的是以金红石型为主的混晶型TiO2. SEM分析结果表明,TiO2纳米纤维的直径为80nm.     

静电纺丝法制备PVP纳米纤维绳的研究

采用双针尖平行放置的一对细小铜针作为接收装置,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)无水乙醇质量分数为10%,电压25kV,在不同的旋转数下纺出了PVP纳米纤维绳.在电纺丝喷丝针头和接收铜针间的静电库仑引力,以及纺丝间库仑斥力的双重作用下,电纺出PVP纳米纤维,纺丝电源中断后,一端的铜针固定,另一端作高速旋转,在接收器铜针的高速旋转下最终制得PVP纳米纤维绳.用扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征.实验结果表明,接收器旋转速度和接收距离对多纤维结构的形貌有显著影响.讨论了纳米纤维的形成机理.     

静电纺丝制备n型和p型多晶结构ZnO纳米纤维及器件

通过静电纺丝技术制备镧和铈掺杂的p型ZnO纳米纤维,运用SEM对样品的表面形貌进行表征。XRD结果表明,稀土元素掺入了ZnO晶格内,两种掺杂的纳米纤维以ZnO相为主相,拉曼图谱的检测结果也表明铈掺入了ZnO晶格中。伏安特性的检测结果表明,ZnO纳米材料具有良好的光电效应,经掺杂后光电效应变差。典型的场效应曲线检测表明镧及铈掺杂的ZnO是典型的p型半导体材料,经12个月后再次检测证明其具有良好的稳定性。通过二次双层纺丝的方法制备了镧及铈掺杂的ZnO同质结。由p型和n型ZnO组成的同质结表现出非常好的整流效应,开启电压为3V。     

离心静电纺丝法制备有序、交叉以及绞线结构的荧光纳米纤维

利用新型低压离心静电纺丝法制备了有序排列、交叉排列以及绞线结构的荧光纳米纤维(掺杂荧光物质为荧光素和罗丹明B)。利用扫描电镜(SEM)、荧光显微镜和荧光光谱仪对纤维的微观形貌和荧光性质进行了表征和测量,结果显示,绞线结构的荧光强度较单根纤维组合大大加强。     

静电纺定向排列纳米纤维阵列的研究

借助静电纺工艺,可以获得定向排列纤维,这些纤维具有细胞培养的培养基、组织工程支架、补强材料以及电子材料等较多的潜在用途.利用一种简单的接收装置同时获得了8组定向排列的静电纺纳米纤维阵列,这种接收装置是由8根交于中心的不锈钢棒组成.通过光学显微镜以及电镜观察可以发现,沿单轴定向排列的亚微米纤维横跨于两根临近不锈钢棒中间,整体外观与蜘蛛网相似.研究了电压和接收时间对纤维定向排列的影响,结果发现,随着电压的增加,定向排列的纤维长度会增加,而且,随着收集时间的增加,定向排列纤维产量和纤维的定向排列程度都会增加.实验结果表明,这种方法不仅简单、价廉而且产量高,同时还可以赋予纤维阵列较高的定向排列程度.     

Controllable Fabrication of Spider-Web-Like Structured Anaphe Panda Regenerated Silk Nanofibers/Nets via Electrospinning/Netting

An Anaphe panda silk nanofibers / nets( NFN) membrane with attractive structures consisting of common electrospun nanofibers and two-dimensional( 2D) spider-web-like structured nano-nets were successfully fabricated via electrospinning / netting technology. The unique structures of NFN membranes such as extremely small diameter( 20 nm),high porosity,large specific surface area. and biocompatibility make this Anaphe panda silk NFN membrane a promising candidate for biomedical applications. In the present study, field emission scanning electron microscopy( FESEM) was used to investigate the influence of polymer solution and humidity on nano-nets coverage and morphology. The FE-SEM images revealed that nano-net coverage area increased with increase in concentration of solution while lowering the humidity increased the nano-nets formation. Moreover,the mechanical properties of the membrane were also tested and the result showed that the silk NFN membrane displayed a breaking stress of 3. 7 MPa and breaking strain of 13. 8%. For further structural elucidation, Fourier transform infrared spectroscopy( FT-IR) was used to analyze the structural conformation changes from random coil to β-sheet in the NFN membrane which was an important factor effecting the usability of membrane. Thus,the results above confirmed the feasibility of Anaphe panda NFN structures applicability in cell tissue culture and other biomedical applications.     

Fabrication of Multi-layered Composite Scaffolds by Bi-directional Electrospinning Method

A multi-layered composite scaffolds consisting of poly （ L- ne） （ P （LLA-CL） ）, collagen （COL） and chitosan （CS） were fabricated by a bi-directional electrospinnlng method. Synthetic P （LLA-CL） was used as the middle layer to enhance the strength, while natural COL/CS blending （9： 1, v/v） was used as the bioactive surfaces （inner and outer layers ） to improve the biocompatibility. Each three transitional layers were set between inner/outer layer and middle layer for delamination resistance. Scanning electron microscopy （SEM） was used to observe the fiber morphology. The Fourier transform infrared attenuated total reflectance spectroscopy （FTIR-ATR） spectra, X- ray diffraction （XRD） and thermogravimetry （TG） tests were used to analyze the physical properties of the scaffolds. The results showed that the modified clectrospinning method bad no negative effect on the components, crystal structure and thermostability of the scaffolds, but could effectively combine the mechanical property of synthetic material and biocompatibility of natural materials. Such method could be applied to the fabrication of composite scaffolds for vascular, skin. and nerve tissue engineering.     

静电纺丝法制备图案化微纳米纤维薄膜

使用几种网孔结构的导电模板和绝缘模板作为静电纺丝收集装置,制备了图案化的微纳米纤维薄膜,并对其微观形貌进行了表征,对图案化形成机理进行了分析。结果表明,电纺纤维总是趋于沿电场线的方向运动,当导电网孔模板作为收集装置时,电纺纤维向导电格子聚集形成图案化纤维薄膜;当绝缘网孔模板作为收集装置时,电纺纤维避开绝缘模板格子,向模板孔洞聚集形成图案化薄膜。     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

静电纺丝在组织工程支架材料制备中的应用

综述了静电纺丝的基本原理和过程参数,重点描述了静电纺丝及同轴共纺技术在组织工程支架材料领域的应用,最后对电纺技术在组织工程支架材料领域应用中存在的问题和面临的挑战进行了讨论.     

静电纺壳聚糖/PVA共混纤维的微细结构

文章主要研究静电纺工艺对壳聚糖/聚乙烯醇(PVA)共混纤维形态结构和聚集态结构的影响.研究表明:以甲酸为溶剂时,静电纺壳聚糖/PVA共混纤维的直径随着电压的增大有减小的趋势,喷丝头到接收屏之间的距离(C-SD)的增加有利于珠状物的减少,但使纤维细度的均匀性下降;以乙酸为溶剂时,静电纺壳聚糖/PVA共混纤维虽然呈连续的分布,但其上有一定数量的珠状物,增加C-SD,珠状物减少;随着电压和C-SD的增加,静电纺壳聚糖-乙酸/PVA共混纤维的结晶度增加.     

静电纺纳米纤维的过滤机理及性能

静电纺丝是种相对简单的不同种聚合物来制造超细纤维的方法.纳米纤维将来最广泛的用途是过滤.研究静电纺纳米纤维的过滤机理,测试分析不同基布与纳米纤维层复合后的过滤效率、过滤阻力及孔径的变化.结果表明在基布上铺上纳米纤维层复合后,过滤效率明显增加,压力降也有一定增加;纳米纤维层的孔径比基布孔径约小两个数量级,并且纳米纤维层孔径分布均匀、离散度小.