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德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授近期部分研究成果集锦!
2020/12/7 14:40:58 admin

1.Biomacromolecules:人工肝细胞外基质在纤维聚合物海绵生物模拟支架中的灌注培养

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➣组织工程和人工支架的主要挑战是将模仿自然器官细胞外基质的易于调节的支架与递送控制的细胞培养相结合,以创建完全细胞化的大型人工3D支架。

➣针对生物人工肝的构造,作者介绍了使用半乳糖功能化,由电纺纤维制成的超多孔聚丙交酯3D纳米纤维海绵进行的研究。

➣使用能促进细胞递送并具有明显自发荧光功能的聚丙交酯-半乳糖载体-共聚物分别进行混合半乳糖基化和溶液内包被的海绵生物改性。

➣海绵的生物反应器培养显示,半乳糖载体不仅促进细胞粘附,而且增强了整个支架中的细胞分布。

➣体外试验平台的完善可以帮助判断细胞材料与药物或疗法的相互作用,而不需要直接进行人体或动物试验。

DOI: 10.1021/acs.biomac.0c00900


2.ACS Appl. Mater. Interfaces:小助剂帮助实现聚酰亚胺静电纺丝“水性化”

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德国拜罗伊特大学Andreas Greiner和韩国科学技术学院(KAIST)Il-Doo Kim研究团队合作,以含十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂的水溶液为溶剂体系,突破性的实现了表面具有亲水特性PI电纺海绵多孔材料(sPI)的制备。

➣基于SDBS助剂添加,所制备多孔PI材料表面呈现可调控的亲水特性,多孔PI在水溶液中具有优异的尺寸稳定性,吸水能力达5000%。

➣该研究成果在亲水性电纺海绵材料制备方面具有里程碑意义,在生物组织工程、油水分离等领域具有广阔的技术应用前景。

DOI: 10.1021/acsami.0c02004


3.Mater. Horiz.:纳米有序电纺非共轭聚丙烯腈纳米纤维的偏振蓝色光致发光

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➣发射偏振光的共轭聚合物和低聚物在各种光电设备应用中用作活性材料,特别是有机发光二极管(OLED)。

➣在这项研究中,作者演示了用可通过简单的热拉伸过程制备的非共轭聚合物制备电纺偏振光发射纤维。

➣在340 nm的激发下,由纳米纤维制成的带呈现偏振深蓝色发光,各向异性为0.37,量子产率约为31%。

➣此外,它们还表现出使用寿命约为200ms的室温绿色磷光,以及由三三重态湮灭(非相干光子上转换)(TTA)产生的延迟深蓝荧光。

➣产生了一种机械坚固且柔韧的材料,具有高比抗拉强度(534±28)MPa cm3 g−1和韧性(79±7)J g−1。

➣高效偏振深蓝发光、室温磷光、TTA、机械健壮性和灵活性的组合为非共轭聚合物的应用开辟了新的途径。

 DOI: 10.1039/d0mh00002g


4. ACS Appl. Mater. Interfaces:新型的材料平台--超轻、结构稳定、亲水度定制的电纺丝海绵

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德国拜罗伊特大学Andreas Greiner和韩国科学技术学院(KAIST)Il-Doo Kim研究团队合作提出了一种新的方法,通过引入合适的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS) (sPI)在水中制备PI海绵。

➣相对于PI短纤维,具有小于1wt%的SDBS,它们可以均匀地分散在水中并与聚(酰胺酸)(PAA)溶液充分混合。取决于SDBS的浓度,合成的海绵显示出亲水性并且吸水率超过5000%。

➣海绵不常见的亲水性和水溶液制备方法带来了新的研究机会。这种亲水性海绵特别特别,因为它们与水接触时不会膨胀,这使它们在维度上稳定。

➣本文提出的方法可以作为未来各种亲水性海绵发展的一个里程碑,这些海绵可应用于从组织工程到油/水分离的各种应用领域。

DOI: 10.1021/acsami.0c03103


5.  Advanced Fiber Materials:ABS纳米纤维的静电纺丝及其高的过滤性能

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德国拜罗伊特大学 Andreas Greiner教授团队采用静电纺丝法制备了不同纤维直径的ABS纤维。对静电纺丝工艺条件,包括溶剂、溶液浓度和不同盐添加剂的用量进行了较全面的研究。

➣不同的纤维直径和涂层密度用于过滤应用,表现出良好的过滤性能。

➣电纺ABS纤维包覆在微纤维聚丙烯衬底上,过滤效率高达99%,压降< 30pa,过滤质量因数高达0.477。

➣电纺ABS纤维还具有良好的热稳定性和油水分离等应用。

DOI:10.1007/s42765-019-00026-7


6.  Adv. Funct. Mater.:具有机械响应电阻的透气且柔性的聚合物膜

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➣柔性低电阻膜在软电子产品中起着重要作用,如机器人,身体运动监测传感器,用于从人体运动中收集动能的纳米发电机以及柔性电池传感器。

➣尽管付出了巨大的努力,仍在寻求能够耐受非常高的变形性而不牺牲阻力的低电阻,机械稳定的大尺寸膜,从而产生低的焦耳热并允许气体通过以达到人体舒适的目的。

➣通过将银纳米线(AgNW)网络夹在两个高度多孔的电纺热塑性聚氨酯(TPU)膜之间来提供一种解决方案。

➣膜具有坚固的机械强度(用于弯曲和拉伸),具有牢固的界面和破裂前的大应变(超过700%)。薄层电阻低至<0.1(±0.01)Ωsq-1,并且在拉伸至100%应变时仅变为1.6(±0.43)Ωsq-1。

➣聚合物弹性和AgNW网络结构的结合提供了超过100%应变的电阻可逆变化。详细的热成像分析可用于在各种拉伸条件下原位成像并表征AgNW网络形态。

DOI: 10.1002/adfm.201907555


7.  Science :具有高强度和高韧性的高分子材料

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德国拜罗伊特大学Andreas Greiner团队通过改进分子交联让碳纤维既强又韧。

➣采用商品化的聚丙烯腈Dolan(含有4.18mol%的丙烯酸甲酯共聚物)和二叠氮聚乙二醇(PEG-BA)混合后,对其进行电纺获得连续的纱线。

➣从分子结构上看,纱线韧性来源于聚合物分子链间的交联作用。可以在聚丙烯腈和甲基丙烯酸酯的聚合链(PAN-co-MA)之间发生“点击”化学反应,这就形成了梯型聚合物结构。

➣纺丝过程中原纤维之间的点击化学交联反应,以及在张力作用下进行的退火,这种退火将纤维结晶度从56.9%提高到92.4%,这样生产得到的PAN纤维具有接近蜘蛛丝的性能。

 DOI: 10.1126/science.aay9033


8.  Adv. Funct. Mater. :同轴电纺企鹅绒毛状介孔结构非织造布有效提高过滤效率

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➣德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授团队采用同轴电纺(自上而下法)和三酰胺纤维自组装法(自底向上法)得到了具有企鹅羽毛绒毛状纤维形态和独特性能的介孔纳米纤维基非织造布。

➣用于过滤0.3μm气溶胶粒子时,过滤效率高达99.8%,与电纺聚苯乙烯(过滤效率约为52.6%)相比,该研究制备电纺非织造布的过滤效率得到显著提高。

➣在本研究的过滤试验中观察到,过滤过程中并没有导致压降损失和能量消耗,这主要归因于电纺非织造布的特殊介孔结构,以及较大的BTA纤维密度。

➣利用具有超分子原纤维的电纺支化纤维为构建新型介孔结构非织造布提供了新方法,这种新型非织造布具有独特的形态、性能特征,在过滤、催化和储能等方面具有潜在的应用前景。

DOI: 10.1002/adfm.201903166


9.  Research:基于电纺纤维的管状多孔海绵在无壁反应器上的应用

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➣南京林业大学蒋少华教授课题组,德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授课题组和浙江大学徐志康教授课题组合作基于静电纺丝技术,制备了一种具有高孔隙率的无壁空心海绵。

➣这种管状海绵经化学气相沉积聚对二甲苯后获得超疏水表面,可作为有效去除二氧化碳和控制碳酸钙矿化的反应容器。

➣通过在海绵内侧上的染色水滴的放置及水的盛放证明了其超疏水性质。同时通过红外热成像技术证明,在大气压下,冷水和热水都不能渗透海绵内壁。

➣对管状海绵纤维状聚合物网络的孔隙率和表面化学性质的调控可以控制二氧化碳的吸附效率和碳酸钙的沉积速率。这种新型海绵也可用于许多其他技术领域,例如作为加湿器或血液浓缩剂等。DOI: 10.34133/2019/4152536


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