静电纺纳米纤维的应用.pdf

国外化 纤技 术 Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 静电纺纳米纤维的应用 等 Ａ Ｇｒｅｉｎｅｒ 静电纺是目前能够制 备 直 径 低 至 几 个 纳 米 的 连续纤维的唯一方法。这种方法可适用于合成及天 然聚合物、聚合物合金及载有发色团、纳米粒子或 者活性剂的聚合物 ，也可应用于金属和陶瓷纳米纤 维的制备。利用特殊的静电纺丝法 ，可以生产出具 有复杂结构的纤维 ， 例如皮芯纤维或者中空纤维。 另外 ， 也有可能制备出从单纤维到纤维有序排列的 结构。静电纺不仅仅在大学试验室中得到应用 ，而 图 １静电纺纤维与其它物体的尺寸对比 且也逐渐应用到企业。应用领域非常广泛 ，包括光 电子器件、传感器技术、催化、过滤以及医学等。 ２ 静电纺纳米纤维的应用 １ 纳米结构化 ： 新性能和应用 ２．１作为模板 由于在试验室条件下 可 以制 备 出 聚 合 物 纳 米 静电纺聚合物纤维可 以用 作 制 备 中 空 纤 维 的 纤维 ， ２０世纪 ９０年代 ，研究人员对静电纺的兴趣 模板 ［Ｔｕｂｅｓｂｙｆｉｂｅｒｔｅｍｐｌａｔｅ（ＴＵＦＴ） ｐｒｏｃｅｓｓ］。在 开始增加。纳米技术领域有一个原理 ：材料尺寸的 工艺过程中 ，静电纺生物降解性或者水溶性 ＴＵＦＴ 减小会导致新性能的产生。例如 ，在半导体粒子或 聚合物纤维利用聚合物、金属或者其它材料进行涂 者膜方面 ， 出现了新的光电子功能性 （量子效应 ）； 层 ， 随后通过选择性萃取或者降解去除模板聚合物 Ｈｏｕ 在磁性材料方面 ，观察到超顺磁现象 ；在金属粒子 纤维 ，就获得了中空纳米纤维。例如 ， 等利用 催化方面 ， 当尺寸减小到几个纳米时 ，会带来结晶 化学气相沉积 （ＣＶＤ） 的方法 ，将聚对苯二亚甲基 结构以及表面形态的变化 ， 电子特性也会发生变化 （ＰＰＸ） 涂敷到静电纺 ＰＬＡ纤维上 ，然后通过高温 ＰＬＡ ＰＰＸ （费米能级以及还原电位的改变 ），这些变化会对吸 分解去除 纤维 ，就获得了 中空纤维。利 附性能、催化活性以及选择性产生直接影响。 用相似的方法 ， Ｃａｒｕｓｏ等得到了 ＰＰＸ／Ａｌ中空纤维 ， ＰＰＸ Ａｌ ＰＬＡ Ｈｏｕ 表面的纳米结构化能够产生特殊的效应 ，例如 即将 和 同时涂层到 纤维上获得。 荷叶效应 （自清洁效应 ）。因为蛋白质、病毒以及细 制备的中空 ＰＰＸ纤维的内径小于 １０ｎｍ，外径约为 菌的尺寸都在纳米级范围 ，所以纳米也和生物学密 ５０ｎｍ（图 ２右）， 使用的模板为静电纺 ＰＬＡ超细