DOI: 10.1021/acsami.0c05740
吹纺是一种能够大规模生产直径范围从微米到纳米级纤维的新技术，它更像熔喷和静电纺丝的结合，但具有其自身的特性。该方法可用于原位沉积纤维并生产各种纤维材料，例如涂层、无纺布和海绵。这些特性为纳米纤维的应用提供了新的策略，引起了许多研究者的兴趣。围绕吹纺技术进行了系统的研究，包括基本原理、实验研究、纺纱设备及其应用。本文旨在通过对各种研究方向的简要介绍来阐明趋势和差距。
图1.（a）吹纺示意图。（b）熔喷装置的示意图。（c）静电纺丝装置的示意图。（d）演示吹纺如何将纳米纤维“涂”在由各种材料（橡胶手、钢螺栓和木质压舌板）制成的不规则形状的物体上。
图2.该图显示了近年来发表有关吹纺技术的研究文章。这些数字是从2020/03/13的Web of Science SCI核心合集中获得的。吹纺研究被称为“溶液吹纺”、“喷气纺”等，但是这些技术具有相同的控制原理。因此，研究者在统计信息中检索了所有这些名称。
图3.（a）喷嘴周围压力分布的示意图：高压流经外部喷嘴（P1）。喷嘴几何形状在内部喷嘴（P2）周围形成一个低压区域，该区域将聚合物溶液成形为圆锥形。（b1，b2）在小气流速度下，聚合物溶液锥尖部的高速照片，（b3）在正确的空气流速下，（b4）处于高空气流速下。（c）吹纺过程中喷嘴下方速度场的等值线。
图4.高速相机拍摄的吹纺纤维的显微照片。（a1-a3）在靠近收集器的锥尖流附近形成聚合物溶液射流。（b1-b3）在气流速度由低到高的情况下，气流的弯曲不稳定性和拍打运动。
图5.弯曲部分开始处的射流配置快照。预测值与实验观察值的比较。
图6.由含不同浓度PMMA的溶液制备的PMMA纤维的SEM图像：（a）15 mg/mL、（b）25 mg/mL和（c）50 mg/mL。
图7.（a）吹纺系统的示意图。提供溶液的两种方法：（b）注射泵和（c）气压。
图8.（a）同轴喷丝头，（b）自制同轴喷丝头，（c）简单的喷丝头和（d）喷枪。
图9.（a，b）多喷嘴吹纺喷丝头。（c）通过3D打印制备的新型多喷嘴吹纺喷丝头。（d）集成式多针喷丝头。（e）四针手持吹纺装置。
图10.（a）吹纺纳米纤维非织造布的图像。（b）吹纺纳米纤维海绵的图像。
图11.（a）吹纺纳米纤维的SEM图像。（插图：YSZ纳米纤维的SEM图像）（b）静电纺纤维的SEM图像。（c）用于PCL纳米纤维膜的吹纺和静电纺拉伸测试的代表性应力-应变图。（d）吹纺PCL纳米纤维和静电纺PCL纳米纤维的拉伸模量。
图12.（a）毫米大小的TiO2吹纺纳米纤维海绵的SEM图像以及TiO2海绵的放大图。（b）压缩过程中纤维海绵的三种变形形式的示意图。（c）在压缩过程中放大的SEM图像，显示了一束纳米纤维的弯曲和回弹以及相邻纳米纤维的运动，第四张图片显示了它们在某些循环后的断裂。（d）压缩过程的图像。TiO2海绵的循环压缩应力-应变曲线。海绵压缩三个循环的能量损失系数。
图13.（a）未煅烧的PVP/AgNO3前驱体纤维的照片。独立且折叠的Ag吹纺纳米纤维网络具有导电性。Ag纳米纤维网络的SEM图像。（b）卷对卷设备的照片。一卷透明的Ag纳米纤维电极材料，用于照亮LED。（c）Ag纳米纤维电致变色窗。（d）Ag纳米纤维透明加热装置。
图14.细胞存活率的统计结果。含活细胞的吹纺纳米纤维的SEM图像。含活细胞的电纺纳米纤维的SEM图像。
图15.（a）微丝在接种有树突状细胞（DC）的吹纺纤维上的分布。将未成熟的DC接种在吹纺纤维上24h，固定并用荧光鬼笔环肽和Hoechst标记。左图：肌动蛋白标记；中图：相衬图像；右图：肌动蛋白/Hoechst合并图像。无论纤维的化学组成如何，DC中的肌动蛋白丝都非常致密，对应于细胞与纤维之间的接触部位（箭头）。在这些位置，肌动蛋白细胞骨架被重新组织为平行的轨迹，可能对应于肌动蛋白丝在圆柱状纤维相对位置的聚集（插图中的箭头）。（b）未成熟DC沿吹纺纤维的运动。（c）不同非织造布中孔数量的统计结果。吹纺非织造布表面上的荧光标记细胞图像。静电纺非织造布表面上荧光标记细胞的图像。用PHK26染色的细胞膜以红色显示。Hoechst33342染色的细胞核呈蓝色。
图16.（a）7天盲肠吻合存活研究（插图：沉积在缝合吻合口上的吹纺PLGA/PEG纤维的图像）（b）PLGA纳米纤维膜在肝损伤上的直接沉积。
图17.（a）将静电纺纳米纤维薄膜转移到屏幕上的卷对卷工艺照片。（b）在纱窗上喷洒纳米纤维的方案。在薄纸的帮助下，成功地从纱窗上拭去纳米纤维。（c）YSZ纳米纤维海绵在750℃下的过滤性能。过滤后海绵的横截面图像。YSZ纳米纤维海绵的SEM图像。
图18.（a）碳超细纤维海绵吸附氯仿的过程。碳超细纤维海绵对不同有机液体的吸附效率。（b）在不同pH值的铀水溶液（8ppm）中的铀吸附效率。PIDO和铀载PIDO（PIDO-U）的XPS全扫描光谱。（c）原材料PAN（1）、吹纺PIDO纳米纤维（2）、在10×10-3 m NaOH溶液中于60℃经碱处理30分钟（3）和3小时（4）的PIDO纳米纤维的CP/MAS 13C NMR光谱。（d）显示吸附前、吸附后和洗脱后的PIDO NF吸附剂的图像。从5升加铀（8ppm）海水的洗提液中提取铀的照片。
