logo

服务热线

轻子

解决方案

资讯分类

产品中心

全部分类
轻子
轻子
/
/
静电纺丝技术及其应用
搜索
搜索

静电纺丝技术及其应用

  • 来源:原创
  • 浏览次数:
  • 日期:2021-08-03 12:03

【概要描述】

静电纺丝技术及其应用

【概要描述】

  • 分类:解决方案
  • 作者:轻子纳米科技
  • 来源:原创
  • 发布时间:2021-08-03 12:03
  • 访问量:
详情

静电纺丝技术是一种一维纳米纤维制备技术,其优点在于其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺聚合物种类众多、纺丝工艺可控。其基本原理是:在高压静电场中,带电的聚合物溶液或熔体液滴所受电场力大于表面张力时,聚合物在电场力作用下牵伸细化,并在这一过程中伴随着溶剂挥发、纤维固化,形成纳米纤维,并最近沉积在接收装置上面。静电纺纳米纤维作为纳米材料的一种,具有比表面积高、长径比大以及孔隙率高等特点,在诸如过滤分离(空气过滤、水过滤、细胞过滤、油水分离)、生物医药(组织工程、药物缓释、创伤修复)、纳米催化(光催化、电极催化、酶催化、贵金属催化)、传感器(振频传感器、电阻传感器、光电传感器、光学传感器、安培传感器)、新能源(染料敏化太阳能电池光阳极材料和电解质材料、锂离子电池隔膜和电极材料)、纳米发光材料(氧化物半导体发光材料、硫化物半导体发光材料、稀土元素掺杂发光材料、有机物发光材料)、磁性材料(铁氧体纳米纤维磁性材料、金属纳米纤维磁性材料、无机/聚合物复合纳米纤维磁性材料)、复合增强材料、食品包装材料、化妆品材料(美容面膜)、吸音材料、高温隔热材料(无机陶瓷纳米纤维)、纳米碳纤维等领域具有广阔的应用前景。

1 过滤分离

静电纺丝纳米纤维膜在过滤分离方面受到了广泛的关注,基于纳滤/超滤结构的启发,Yoon等制备的分离膜具有三层结构,聚酯无纺布作为底层,中间是PAN纳米纤维膜,壳聚糖被涂在表面,因为其具有亲水性。相对于传统的非对称膜孔隙率34%左右,纳米纤维复合膜的孔隙率可以达到70%以上。Ma等人为了研究功能化的纳米纤维膜对蛋白质的亲和性分离效果,在过滤器中将其多层叠加,结果证明具有亲和特性的纳米纤维膜比商业传统的微孔膜的透水性要好;并且对蛋白质具有一定的吸附量。

图1 静电纺丝纳米纤维膜在过滤方面的应用

2 增强复合

纳米纤维因为具有大的比表面积,而且具有较高的机械性能,使得基体材料和纤维之间的相互作用得到了增强。O.Saligheh等将碳纳米管掺入PBT中制备的纤维纳米膜使其形态,机械强度,结晶度都发生了变化,表明静电纺丝纳米纤维弥补了一些材料的缺点,达到了一种增强的效果。纳米纤维的直径与光波长差不多,所以在一定范围内可以增强一些材料的透明度,而且可以提高基体的机械性能。

3 组织工程

静电纺丝纳米纤维在生物医用领域应用比较广泛。实验结果证明细胞以纤维为支撑物顺着其生长,所以细胞在一定取向纤维上的生长情况比无序的纤维要好很多。PaolaBruna等人用带有聚环氧乙烷的肽利用静电纺丝的手段制得静电纺丝脚手架,为骨组织方面治疗提供有力支撑。迄今,组织工程支架所使用天然高分子材料主要有甲壳素、胶原等,以及人工合成的高分子材料,如聚乙交酯(PGA)、PLA、PCL及其共聚物等。

4 生物催化

静电纺丝纤维膜被人们看做是最为适合的载体主要是因为:(1)大的比表面积为催化剂与载体提供了更大的接触面积,提高了负载能力;(2)良好的孔洞连通性和高孔隙率降低了底物的扩散阻力。ChaorongLi等利用含有CeO2–ZnO的聚乙烯吡啶烷基酮的静电纺丝纳米纤维能够加快对废水中罗丹明B的光降解速度。Minggang Zhao等利用静电纺丝的手段将Cu掺杂在ZnO里的纳米纤维膜能够对环境中的10ppm的H2S的气体进行响应。

5 药物缓释

药物缓释通过物理和化学方法结合小分子药物和高分子载体,通过渗透,扩散等方式在体内控制,缓慢的释放出小分子药物,使药物的效用得到充分的发挥。目前,静电纺丝技术得到了快速的发展,同轴静电纺丝发展的尤其迅速。大量的研究试验说明,大表面积的纳米纤维的药物释放量比普通膜的释放量显著提高,并且释放时间延长。ChunGwonPark等通过静电纺丝制得的纤维能够有效控制利心平(治疗心绞痛的药)的药物释放。

图2 静电纺丝技术在药物缓释方面的应用

6 纳米纤维模板和纳米管

近期研究法发现,把原料包裹在电纺丝纳米纤维作为模板的表面,洗掉模板之后,得到纳米管。通过溶胶-凝胶法制备的无机纳米粒子和高分子溶液混合均匀,成为电纺丝原料,高温烧蚀合成的纳米杂化纤维,纤维表面的聚合物发生分解离开,高温侵蚀过的无机粒子通过结晶形成了相应的纳米纤维。

7 纳米电子器件

为制造纳米电子原件而研究导电性高分子纳米纤维。高分子聚集体呈特殊序列排列在纳米纤维中,纳米器件可以通过小分子的作为载体的静电纺丝排列起来,这样大规模的集成电路可以通过它们连接起来。表面积成正比的电极和电化学反应速率,因此当导电纤维膜具有大的表面积时很适合制备高性能电池和多孔电极。TaekSungHwang等人用聚合的四异丙醇钛溶液电纺丝利用其大的比表面积应用于染料敏化太阳能电池。

8 分析化学

由于静电纺丝纳米纤维具有很大的比表面积,Chigome等介绍了静电纺丝技术和分子/离子印迹技术相结合制备对目标物有选择性的固相萃取材料,还介绍了纳米纤维在不同固相萃取装置上得应用。Chigome等综述了纳米纤维在样品分析过程(分离系统和检测系统)的应用,指出静电纺丝纳米纤维在分析过程的应用具有十分重要的意义,纳米纤维在分析检测设备上的应用,可实现自身的商业化。

静电纺丝法作为一种简便的、独特的生产纳米纤维膜的技术,它能够针对目标物采取不同的原材料来制备需要的纳米纤维膜,达到预期的效果。虽然在理论和实践方面静电纺丝技术都得到了一些进步,但是仍然在形态控制、生产规模等方面存在一定的局限性。但我们相信随着相关研究的不断深入,静电纺丝纳米纤维膜必将取得更有价值的实践研究成果,并渗透到更多更广的领域。

目前纳米纤维材料在过滤分离、生物医药领域和电子元件方面应用广泛。而静电纺丝技术是高效制备纳米纤维膜的技术。为满足纳米纤维产业化的需求,我司自主研发了一款批量生产纳米纤维的设备,该设备符合大规模纳米纤维制备的标准。有意者可查阅链接:http://www.qingzitech.com/product/25.html.

图3 工业化纳米纤维生产线

生物医药中试设备是针对生物医药领域而开发的大规模静电纺丝设备,能适应这个领域频繁杀毒灭菌的环境,易清洁不易生尘,满足生物医药行业高洁净的要求。了解更多设备详情可查阅链接:http://www.qingzitech.com/product/178.html

图4 生物医药中试静电纺丝设备

关键词:

扫二维码用手机看

地址:佛山市南海区狮山镇博爱中路9
          号广东机器人产业园

电话:0757-89956077
          18520902353

传真:0757-86687012

邮箱:info@qingzitech.com

这是描述信息

纳米纤维及应用

这是描述信息

生物材料3D打印

这是描述信息

轻子纳米

Copyright ©2020 佛山轻子精密测控技术有限公司 版权所有    粤ICP备16055441号