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美国阿拉巴马大学孔令焱:静电纺丝生物基碳水化合物聚合物纳米纤维及其应用的最新进展
2022/4/1 15:51:33 admin

DOI: 10.1016/j.tifs.2022.01.003

 

静电纺丝是一种利用静电力由天然生物聚合物和合成材料等生产微米至纳米级纤维的简单且通用的方法。基本静电纺丝设置的变化可用于生产有利于特定应用且具备不同形态和功能特性的纤维。此外,使用天然多糖制成的电纺纤维因其生物学特性和可持续性而备受关注。本综述简要讨论了基本静电纺丝设置的常见变化对纤维形态和升级能力的好处。深入研究了由多糖制成的电纺纤维,具体为海藻酸盐、纤维素、甲壳素、壳聚糖、淀粉、普鲁兰多糖、透明质酸、葡聚糖和果聚糖,重点讨论了这些材料的当前研究方向。此外,还介绍了增强这些多糖静电纺丝性能的当前方法。通过优化静电纺丝工艺和纺丝液,可以根据其功能专门定制静电纺丝纤维。然而,在静电纺丝工艺能够成功地在工业或商业水平上升级之前,最重要的是确定一种有效的方法来提高纤维的生产速度,以及多糖的静电纺丝性能。具体而言,生物聚合物纤维因其可生物降解性和相容性而在生物医学领域表现出巨大的潜力。

 

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图1.(A)基本干式静电纺丝、(B)湿式静电纺丝、(C)同轴静电纺丝和(D)气泡静电纺丝装置示意图。

 

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图2.(A)海藻酸盐的化学结构,(B)电纺海藻酸盐纳米纤维。

 

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图3.(A)纤维素、(B)醋酸纤维素和(C)电纺醋酸纤维素纳米纤维的分子结构。

 

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图4.(A)甲壳素和(B)壳聚糖的分子结构,(C)CS/PEO共混物电纺纤维垫的场发射SEM图像和尺寸分布。

 

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图5.(A)直链淀粉和支链淀粉的化学结构。电纺(B)OS淀粉-普鲁兰多糖纳米纤维和(C)直链淀粉-支链淀粉纤维的图像。

 

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图6.(A)普鲁兰多糖的化学结构,(B)由含不同类型和浓度的盐的普鲁兰多糖溶液静电纺丝制备的普鲁兰多糖纤维的平均直径和尺寸分布。

 

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图7.(A)透明质酸的化学结构,(B)不同NaOH/DMF体积比和聚合物浓度下电纺HA纳米纤维的SEM图像。

 

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图8.(A)葡聚糖的化学结构和(B)电纺聚氨酯-葡聚糖纳米纤维垫的SEM图像。

 

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图9.果聚糖的化学结构。

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