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小易

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  • 汇总贴:传感器的应用与发展
  • 静电纺丝在传感器应用方面已经有了较多的研究进展,应用主要是智能穿戴、实时检测以及能源电池等领域。以下内容汇总了近期静电纺纳米纤维在传感器方面的应用进展,供大家交流学习。点击链接可以获得详细信息。 J. Alloys Compd.:纳米粒子嵌入一维纳米结构对制备高灵敏度和选择性氢气传感器的影响香港中文大学赵铌&美国西北大学郭平Small Methods:近场静电纺丝间隔层以控制压阻式传感器电极与压阻
  • Science:如何高效阅读文献?
  • 如何高效地阅读一篇论文,从论文中获取有用的知识并抓住要点?Elisabeth Pain刊登在《Science》上的采访稿“How to (seriously) read a scientific paper”中提供了许多有用的建议。本文是该文的中文译文。原文链接和被采访对象的身份列在本文末尾。在本文最后还给出了另外两篇关于提高阅读效率的参考文献。Adam Ruben 关于阅读科学论文的
  • 汇总贴:静电纺掺杂纳米纤维制备及应用
  • 本帖汇总了将杂原子、金属、金属氧化物等在静电纺过程中,或者后处理过程中制备多功能纳米纤维,供大家交流学习。Opt. Mater.:含Mn掺杂ZnSe/ZnS纳米晶体的电纺聚合物杂化材料的制备及其发光增强机理青岛大学王凤云J. Phys. Chem. Lett.:通过Al掺杂改善InAlZnO纳米纤维场效应晶体管的形貌及其高退火稳定性澳大利亚昆士兰科技大学孙子其&吉林大学王丽丽&韩炜ACS Nano
  • 电纺纤维的隔热性能
  • 静电纺纤维结构具有相互连通的孔隙,具有作为保温材料的潜力。材料的传热是以对流、传导和辐射为基础的。为了使静电纺结构具有良好的隔热性能,需要对这三种模式的传热进行研究。对静电纺膜和块状纤维结构进行了初步试验,结果表明它们具有良好的保温性能。在固体中,热是通过传导传递的。对于静电纺结构,大部分体积是由纤维之间的空隙构成的。沿着纤维的传导作为整个体积的一部分是可以忽略不计的,除非纤维变得非常紧凑以致纤维
  • 静电纺丝法制备二氧化钛纳米纤维
  • 二氧化钛由于其性质和相对容易使用前驱体生产,是目前研究最广泛的无机氧化物之一。TiO2,金红石和锐钛矿相是最常见的,根据不同的应用而制造。前者因其高折射率和紫外吸收截面而主要用于涂料和化妆品用途,后者因其具有化学和光学活性而用于催化。控制煅烧温度是指导相形成和相变的一种简单方法。在静电纺丝TiO2中,低于400℃的煅烧温度主要是锐钛矿相,超过600℃的煅烧温度主要是金红石相[Song et 201
  • 静电纺丝和藻类
  • 随着环境意识的增强,藻类因其丰富和相对容易培养而被研究为各种应用。静电纺丝是一种生产纳米级以下纤维的通用方法,将藻类及其衍生物与静电纺丝结合使用的可能性很大。静电纺丝纤维膜也可用于藻类的培养或固结,其材料及其功能特性有可能来自藻类。抗菌性在静电纺丝聚合物溶液中掺入各种抗菌化合物,形成具有抗菌性能的纤维。兰纳素是一种天然的溴化环化合物,可以从红海藻类中提取。Andersson等人(2014)使用这种
  • 静电纺丝法制备用于各种材料类别的纳米纤维
  • 静电纺丝是制造纳米纤维的一种非常通用的方法。由于纳米纤维具有非常高的表面积/体积比,因此对于许多应用而言,这是一种有吸引力的结构。 此外,与纳米粒子不同,通过电纺将纳米纤维互锁意味着通常不需要载体来防止分散。由于静电纺丝要求进料溶液具有相对较高的粘度,因此聚合物是该工艺最常用的材料类别。但是,在进行后处理的过程中,也可以借助静电纺丝将其他材料类别(例如金属氧化物,碳,金属和玻璃)制成纳米纤维。聚合
  • 静电纺干式粘合剂
  • 与常用的湿式粘合剂相比,干式粘合剂对用户非常有吸引力,因为它不会留下任何残留物。这与吸力不同,吸力使用压力差,需要一个光滑的表面。壁虎能够利用脚上的干燥附着力攀爬墙壁。仔细检查它的足部结构发现有许多纳米级的毛发,被称为刚毛。为了模拟这种结构,静电纺丝可以用来生产纳米纤维。Baji等人(2013)测量了单个静电纺丝纤维的粘附拉力约为18 nN,与天然纤维相当。 静电纺丝纤维的附着力可以在两个静电纺丝
  • 汇总贴:静电纺MOF材料在医用、过滤、环保和电池领域的研究进展
  • 八十年前,世界上很少有人听说过塑料。但是1939年,其中一种塑料——尼龙,在纽约世界博览会上首次亮相之后的近一年时间里,就成为家喻户晓的名词。虽然尼龙在丝袜市场风靡一时,但塑料在向服装、厨具、电子产品、建筑材料和医药等领域的普及过程,进行了数十年。如今,我们知道塑料确实成为定义20世纪的材料。在未来,金属有机骨架材料(MOFs)有望成为21世纪的决定性材料。虽然关于这组三维纳米晶体结构的研究仍处
  • 电纺纤维用于吸收性材料
  • 用于婴儿尿布的吸水材料在保健、家庭和卫生市场上有许多吸收性产品。这些产品通过带走多余或多余的液体来提供清洁的环境。众所周知的产品是尿布、卫生护垫和伤口敷料。电纺纤维具有高表面积和高膜孔隙率,可显着改善现有吸收产品的潜力。对于好的吸收性材料有一些基本要求。首先,它必须是亲水的才能快速排出流体。其次,即使在承受载荷的情况下,它也必须具有保持流体的能力。第三,它应该具有足够的吸收能力。尽管满足这些要求通
  • 静电纺材料在热管理中的应用
  • 热管理可能涉及将静电纺材料作为被动热绝缘体/导体,或主动温度调节装置。后者包括温度高时吸收热能,温度低时释放能量。静电纺丝纤维中使用的添加剂的选择将决定其热管理性能。在其他情况下,静电纺丝毡被用作热管理系统的辅助作用。 高导热聚合物材料可用于电气和电子设备中的散热,同时保持重量最小。Datsyuk等人(2013年)使用核-壳电纺丝技术制造了导热碳纳米管/聚苯并咪唑聚合物纳米纤
  • 发热电纺纤维
  • 具有通过电流或在磁场下产生热量的能力的电纺纤维可能会引起一些有趣的应用。纳米纤维的高表面积允许快速的热传递到低保热的周围环境。如果纳米纤维层足够薄,则这种膜也是柔性的并且是透明的。在癌症治疗中,一种方法是使用体温过高的疗法,其中对肿瘤施加局部热量,因为与正常组织细胞相比,肿瘤细胞对热量更敏感。静电纺丝纤维可嵌入磁性颗粒,以使用交变磁场进行热活化。 Huang et al(2012)在静电纺丝之前将
  • 静电纺丝制备无机纳米纤维
  • 通过使用静电纺丝的前体溶液,静电纺丝已用于生产无机纳米纤维。为了使纺丝过程更容易,通常将聚合物添加到溶液中,然后在烧结过程中将其除去。用于许多无机材料的前驱体的可用性已导致使用静电纺丝制造了多种无机纳米纤维。尽管存在用于生产电纺纳米纤维的不同技术,例如基于针的电纺和无针电纺,但预期所得无机纳米纤维的机械性能相似。事实证明,电纺TiO2纳米纤维就是这种情况[Vahtrus et al 2015]。但
  • 聚己内酯在电纺纤维中的应用
  • 聚己内酯(PCL)作为一种潜在的生物降解材料也已被广泛研究,它是由有机金属化合物催化环状单体ε-己内酯开环聚合而得到完全可生物降解的聚酯之一。5个亚甲基的存在使其更加疏水,结晶性也更高,因此降解速度比PLA 更慢。PCL可以在生理条件下通过水解机制降解。PCL具有无免疫源性、降解过程不产生酸堆积、生物相容性好、柔韧性强、力学强度高、共混相容性好等诸多优点,这些优点使得PCL在生物医用领域有着广泛的
  • 电纺纤维粘合
  • SEM images of PA6 electrospun membranes thermally bonded onto viscose non-woven [M. Faccini, C. Vaquero, and D. Amantia, Journal of Nanomaterials, vol. 2012, Article ID 892894, 9 pages, 2012. doi:10.1
  • 电纺纤维的固结
  • 电纺丝使用高压来生产低至纳米尺寸的纤维。连续纤维通常沉积在平板收集器上。由于纤维上存在残余电荷,因此形成的非织造膜相对松散地堆积。在膜的表面可能会看到杂散的纤维和毛圈。在某些情况下,这种特性是不希望的,并且需要更紧凑的形式用于后续处理。可以通过融合纤维或通过表面范德华力来实现纤维的固结。熔融纤维的一种方法是在有压力和无压力的情况下使用热量。同时施加压力和热量可以缩短处理时间并改善光纤交叉点之间的连
  • 电纺纤维的非溶剂收集
  • 非溶剂液体收集器为收集电纺纤维提供了高度通用的替代方法。尽管必须小心以减轻液体和带电电极之间接触的风险,但这种系统具有优于常规固体衬底收集器的多个优点。通常,固体和液体收集器的静电纺丝参数是相同的。但是,即使参数保持相同,收集的纤维形式和直径也可能不同[Kostakova et al 2014]。液体收集器可以是静态的也可以是动态的,具体取决于所需的输出。使用非溶剂液体收集器时,其他考虑因素包括液
  • 钙钛矿纳米纤维的研究与发展
  • 以下内容汇总了近期关于钙钛矿纳米纤维的制备与应用,供大家交流学习。 青岛大学龙云泽J. Hazard. Mater.:超灵敏且可重复使用的钙钛矿纳米复合纤维纸,用于时间分辨单液滴检测 宁波大学苗鹤&袁金良Appl. Surf. Sci.:可促进析氧反应的A位缺陷型钙钛矿纳米纤维用于锌-空气电池 内蒙古民族大学刘景海&胡全丽J. Alloys Compd.:用于高性能超级电容器电极和锂离子电池负极的
  • 你所不知道的壳聚糖
  • 壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖,自1859年,法国人Rouget首先得到壳聚糖后,这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注,在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
  • 宏量化生产电纺纳米纤维
  • 电纺丝的最大缺点之一是产生大量或大量纳米纤维的速率相对较低。早期的研究人员尝试通过使用更多的电纺喷嘴来提高电纺的生产率。然而,很快发现可以在纺丝头处堆积的电纺喷嘴的密度受到限制。与可以以高密度包装纺丝喷嘴的传统纤维纺丝不同,应用于电纺丝的相同设计只会导致外围喷嘴的纺丝,而聚合物溶液将从中间的喷嘴滴落。这可能是由于电场纺丝在中间喷嘴处引发的不良电场分布所致[Varesano et al 2009]。
  • 静电纺丝和纳米纤维有哪些优点?
  • 高表面积体积比纳米纤维的纳米尺寸自然赋予其高表面积体积比。该特性使其在需要大表面积的应用中非常有吸引力,例如在传感器和亲和膜中。纳米纤维膜的大表面积比流延膜具有一些优势。对于载有抗菌剂的膜和薄膜,Feng等人(2019)表明,与流延膜相比,纳米纤维膜对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑制区域明显更大由相同的材料,聚乳酸制成,并装有相同量的TiO2纳米颗粒。在需要快速释放药
  • 湿化学处理使用有效改善纳米纤维性能
  • 功能分子在基材上的共价键合可能是确保长期材料功能的最佳方法。在湿化学处理中,根据对聚合物分子易受亲电子或亲核攻击的位点的存在,用化学试剂处理相对惰性的聚合物纳米纤维以引入反应性基团,例如羧基,胺或羟基。将纳米纤维浸泡在碱性介质中通常用于在纳米纤维表面上产生羧基和/或羟基。交联剂或交联剂,例如戊二醛或1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐可用于将分子附着到纳米纤维上[Ghasemi-Mo
  • 总结了近期静电纺纳米纤维在钠离子电池方面的研究进展,分享给大家!
  • 钠离子电池由于钠资源丰富、成本低廉及与锂离子电池相似的电化学反应机理等特点,被认为是锂离子电池最有前景的替代品之一,尤其是在大规模储能应用方面。然而与Li+相比,Na+具有更大的离子半径、更高的氧化还原电位和更慢的反应动力学,因此开发具有高可逆容量和快速反应动力学的电极材料仍然具有一定的挑战性。以下总结了近两年关于静电纺丝在钠离子电池方面的研究进展,与大家交流学习,希望对你的研究有所帮助。 注:点
  • 如何使用气体发泡将2D电纺膜扩展为3D支架
  • 常规的静电纺丝通常形成具有小的纤维间孔的扁平二维膜。由于单个纤维较弱,因此将膜起毛以形成3D支架的电纺后方法极富挑战性,并且存在在过程中折断纤维的风险。气体发泡是在不过度施加力的情况下打开纤维之间的孔的可行选择。在此技术中,将2D电纺膜浸泡在搅拌时会冒泡的溶液中。由于膜完全浸没在溶液中,因此会在位于膜外部和膜内部的纤维表面上形成气泡。气泡的形成和聚结将迫使纤维分开,从而形成更开放的支架。 Jian
  • 层流-单纳米纤维层膜和3D纳米纤维结构
  • 通过改变水流和沉积的纳米纤维之间的相互作用,可以制造独特的纳米纤维结构。 下图显示了用于收集纳米纤维的倾斜水流设置。在这种设置中,纳米纤维一旦碰到水面,就会被冲下斜面。 在足够的水流速度下,收集的纳米纤维中没有一个会与之前的纳米纤维重叠,从而形成独特的纳米纤维结构,其中该膜仅由单层纳米纤维组成,因为该膜收集在底部的相对停滞的水池中。 可以通过在其下方放置一个板,将单个纳米纤维层提离水面。如果优选三
  • 低表面张力液体
  • 纳米纤维在接触时下沉到液体表面以下 使用典型设置的电纺膜的致密特性是纤维撞击并直接置于前一纤维顶部的结果。但是,如果纤维在接触时能够沉入液体表面以下,则即将到来的纤维将冲击液体表面,而不是前面的纤维。由于存在一个分隔纤维的液体层,因此纤维将非常松散地堆积。 Kostakova等人(2014年)测试了使用水和乙醇收集聚己内酯电纺纤维的效果。如所期望的,疏水性聚己内酯纤维漂浮在水表面上。仅
  • 水浴法制备3D纳米纤维
  • 水的流动性使其成为静电纺丝过程中纳米纤维收集和改性的独特基材。通过控制水的运动,可以构建不同的纳米纤维结构。纳米纤维和水之间的低“粘附力”也允许纳米纤维运动而不会破坏它们(在合理的流动下)。构造3D纳米纤维结构的一种方法是使用旋转的转子产生涡旋。可以使用磁力搅拌器使长的磁力搅拌棒在水盆中旋转。当纳米纤维沉积在水的表面上时,涡旋将沉积的纤维拉向旋转棒,并使其围绕自身旋转。纳米纤维在水涡内的捆绑导致形
  • 纳米纤维与快速成型技术的结合
  • 电纺丝与快速成型工艺相结合  快速原型已被用于构建用于临床应用的支架,这是因为其能够构建各种三维形式。为了改善在使用快速原型技术构建的支架上的细胞粘附和增殖,在构建过程中将电纺纳米纤维掺入到支架中。3D绘图技术通常与静电纺丝结合使用,在这种技术中,熔融聚合物用于喷射微纤维束以构建支架。当构建一堆超细纤维时,在添加下一层超细纤维之前,纳米纤维会沉积在表面上。这样,构建了由微纤维和纳米纤维组成的整个支
  • 汇总贴:3D打印与静电纺丝技术结合的研究进展
  •   鉴于各种现有生物加工技术(如相分离、自组装、化学蚀刻、胶体光刻和静电纺丝等技术)在制造复杂3D微/纳米支架材料方面的局限性,3D打印技术近来得到了广泛的关注。以下内容汇总了近两年关于3D打印技术与静电纺丝技术相结合构建新型的纳米材料,点击链接可直接阅读全文。Pharmaceutics:三维印刷(3DP)介孔支架的药物递送应用天津工业大学赵健J. Membr. Sci.:通过3D打印近场静电纺丝
  • 纳米纤维与超细纤维的结合
  • 在静电纺丝技术用于纳米纤维支架的构建之前,由于其超强的强度,已经研究了微纤维和纺织品作为组织支架。缝线是临床环境中常用的微纤维的一个例子。通常,超细纤维网眼和纺织品具有较大的纤维间孔,允许细胞迁移和渗透,但是典型的电纺纳米纤维膜的孔太小,以致细胞无法迁移。已经构建了由微纤维和纳米纤维组成的混合支架,以利用每种形式的优势。微纤维和纳米纤维的大多数组合使用快速成型工艺来生成微纤维以用于组织
  • 薄层3D膜
  • 由纳米纤维薄膜制成的三维纳米纤维支架由压缩非织造膜制成的三维纳米纤维支架如果纳米纤维膜足够薄,则可以容易地压缩以形成纳米纤维团。 挑战在于将薄膜与收集器分开。 使用水作为收集器,这很容易实现。 静电纺丝可以在水的储层上进行,并且纳米纤维膜将漂浮在水的表面上。 然后可以将膜提离水表面并压缩以形成纳米纤维团。 湿的纳米纤维团块可以在室温下干燥或冷冻干燥。 优点:容易制作多个喷丝头可实现大批量生产缺点:
  • 泪崩,多少个日夜做出来的数据啊....我就这样投了一个山寨 SCI 期刊~
  • 如果你遇到了什么不开心的事情,一定不要憋在心里,勇敢地说出来吧,让大家开心一下。最近就遇到一位胖友,终于完成论文投稿,眼见着就要达到毕业要求,最后发现竟然投了一个山寨 SCI 期刊。你说气(hao)人(xiao)不气(hao)人(xiao)这位童鞋是学农的,发文章是相当难。经过了多年的折腾,终于写好了一篇文章,准备投到该领域的一个专业期刊《The Journal of Agricultural S
  • 层层堆叠的3D纳米纤维
  • 逐层堆叠的3D纳米纤维示意图 通常,标准静电纺丝装置的典型输出是二维紧密膜。随着沉积持续时间的增加,膜的厚度将增加,但堆积缓慢。在组织工程中,通常需要较厚的支架来填充体积缺陷。由于层之间存在界面,堆叠纤维膜是获得足够的体积厚度的更快的方法。该方法的另一个优点是,它允许在单个方向上制造由排列的纤维组成的厚支架。Orr等人(2015年)使用了一对陶瓷磁体-铜电极组,并在水浴上以10 cm的间
  • 静电纺丝PVA在生物医学方面研究有哪些?
  • 聚乙烯醇(PVA) 产品特性由于“乙烯醇”易异构化为乙醛,所以聚乙烯醇(PVA)不能直接用乙烯醇单体聚合而得。工业上应用的PVA是由聚醋酸乙烯酯醇解(或水解)而得,分子主链为碳链,含有大量的-OH基团,可以吸收大量的水分并形成牢固的氢键。PVA是一种亲水性高分子,具有良好的生物相容性、无毒性、化学稳定性,并且具有卓越的成纤性、成膜性等等,也是静电纺丝领域研究最多的高分子之一,同时具有合成方便、安全
  • 纤维的形状、结构和表面结构
  • Grooves running along the length of polystyrene electrospun fibers [Huang et al 2012. Journal of Nanomaterials, vol. 2012, Article ID 473872, 7 pages, 2012. doi.org/10.1155/2012/473872. This work is l
  • 电纺丝中串珠的形成
  • 当溶液的浓度或所用聚合物的分子量太低时,通常会产生串珠的电纺纤维。 它们通常被认为是“劣质”纤维,并且经常优化静电纺丝参数以消除纤维上的小珠。实验表明,以下是导致珠粒形成的主要因素,低分子量/浓度/粘度[Fong et al 1999]高表面张力[Fong et al 1999]电荷密度低[Fong等1999]珠粒形成的原因归因于溶液的弹性。松弛时间短或拉伸粘度低的流体往往会导致珠粒形成。该机理归
  • 关于PLLA的静电纺丝
  • 聚乳酸(PLA) 聚乳酸作为一种生物原料制品,具有很好的生物降解、生物相容性、可吸收性;同时聚乳酸有良血液相容性,体外抗凝血性能好,降解后可被人体利用,最终以二氧化碳和水的形式排出体外。聚乳酸无毒、无刺激性、免疫原性,经过FDA批准可用作注射用微胶囊,微球及埋植剂等缓蚀剂的辅料和内固定装置;用作组织工程细胞培养的多孔泡沫支架;骨骼固定或者组织修复材料组织工程;外科手术缝合线;植入片及夹钳;人造皮肤
  • 汇总贴:空气过滤纤维膜的研究进展
  • 空气过滤纤维膜的研究进展学术资讯Chem. Eng. J.:PAA@ZIF-8纳米纤维膜用于高效捕获PM2.5东南大学张彤&张晓阳Molecules:静电纺丝制备Ag-TiO2纳米棒负载空气过滤器及其在空气净化中的应用ACS Appl. Nano Mater.:镍基导电金属有机骨架修饰聚丙烯腈纳米纤维膜用于空气过滤和呼吸监测Process Safety and Environmental Pro
  • 同轴电纺知多少?
  • 学术资讯北京化工大学齐胜利Materials Letters:尺寸可控的Ag@PI杂化纳米管的简便制备及其光催化性能国立台北科技大学杨永钦Surface & Coatings Technology:静电纺微管阵列膜的研制及其在微生物燃料电池中的应用上海理工大学陶虹Microporous and Mesoporous Materials:聚氨酯/聚丙烯腈芯鞘电纺纤维的制备及其在丙酮吸附中的应用Lan
  • PVP为原料成功构建了哪些纳米纤维材料?来看这里
  • 原料聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 学术资讯 常熟理工学院王旭红&余磊Ceramics International:通过简单的前驱物固相反应法设计和制备连续的碳化钛纤维含苯甲酸利扎曲普坦的口腔分散电纺膜和流延膜的体外/体内性能比较评估东华大学“一带一路”国际联合实验室:基于静电纺丝的柔性太阳能纱线ACS Applied Nano Materials:静电纺丝制备铜-碳纳米管复合材料用于先进导体J. N
  • 关于PVDF的汇总贴
  • 关于PVDF的汇总贴 原料简介聚偏二氟乙烯 学术资讯华中科技大学朱锦涛&张连斌Nano Res.:具有自粘附水凝胶和压电纳米发电机的生物启发型混合贴剂,可促进皮肤伤口愈合电纺超疏水-超亲油性PVDF-SiO2纳米纤维膜用于油水分离具有增强的振动能量收集和传感特性的纳米纤维素基柔性复合纳米发电机Analyst:基于改性电纺PVDF纳米纤维的电位传感器——趋向于2D离子选择性膜使用迭代有限元模拟测定基
  • 常用的查询网站
  • https://sci-hub.tw/ http://so.hiqq.com.cn/ https://login.webofknowledge.com/error/Error?Error=IPError&PathInfo=%2F&RouterURL=https%3A%2F%2Fwww.webofknowledge.com%2F&Domain=.webofknowledge.com&Src=IP&A
  • 汇总贴:全方位了解口罩行业
  • 2019年12月底,中国武汉新冠肺炎疫情暴发。截至2020年5月25日,该病毒已蔓延至世界各国,感染人数超过543万人,报告死亡人数超过34.5万人。 为遏制COVID-19的快速传播,各卫生组织和政府主管部门建议人们外出时使用口罩遮住口鼻。口罩是当下以及未来一段时间内必不可少的生活必需品,易丝帮总结了口罩方面的资讯、新闻、专利等信息,希望可以给大家一些帮助!注意:点击文章链
  • 单根电纺丝纤维的机械强度
  • 由于尺寸约束在理论上限制了缺陷的数量,从而潜在地表现出更好的机械性能,因此单束小直径纤维的力学性能特别受关注。然而,确定纤维的拉伸强度和应变等性能是具有挑战性的,因为处理细纤维时很难不影响其力学特性。原子力显微镜(AFM)是最常用的仪器来研究单根小直径纤维的机械性能。
  • 电纺纤维-集成在微型设备上的理想材料
  • 家用诊断和分析设备的小型化或在给定的空间内扩展其功能是一种趋势,而这正是电纺纳米纤维可能提供便利的地方。静电纺丝能够在包括芯片在内的各种基底上沉积薄薄的纳米纤维层。纳米纤维可以使用多种材料进行电纺丝,并进行改性以赋予特定的功能,其高表面积使其对环境高度敏感。电纺丝膜还具有隔热、隔音等性能。高表面积和小体积的结合使电纺纤维成为集成在微型设备上的理想材料。
  • 便携式静电纺丝设备
  • 便携式静电纺丝装置的建议应用包括伤口护理和防雾、防雨、防眩光涂层。便携式静电纺丝装置的输出类似于基于实验室的装置,在目标部位沉积纳米纤维的非织造网。与现有的电纺丝纳米纤维网相比,便携式装置有一些优势:1.调控纳米光纤覆盖面积2. 调控纳米纤维厚度3. 在不需要粘合剂条件下将纳米纤维固定
  • 电纺纤维和光的相互作用
  • 电纺丝可以制备直径从纳米到几微米的纤维。在纳米范围内,它小于可见光的波长。纳米纤维填料的光散射降低可以产生透明的复合材料。为此,纤维的直径最好小于100纳米。Bergshoef等[1999]以直径约100纳米的电纺尼龙纤维为填料,环氧树脂为基体材料,成功地制备了透明复合材料。光散射的减少也使得电纺丝过滤介质具有高透明度。
  • 绿色静电纺丝
  • 大多数形式的静电纺丝需要将聚合物溶解在溶剂中以形成可静电纺丝的溶液。但是,大多数用于溶解静电纺丝聚合物的溶剂是有毒的,对环境有害。由于该过程需要溶剂汽化以形成纤维,因此释放的溶剂蒸汽可能对操作人员和环境造成危害,除非使用无害的溶剂,或者在释放前可以安全地捕获或中和溶剂蒸汽。为了减少对环境的影响,重要的是要考虑用于目标应用的聚合物的选择,这样可以使用较少的有害溶剂。更多的努力还可以用于确定一种危害性
  • 乳液静电纺丝
  • 乳液电纺丝的概念是基于制备不同组成和结构的电纺丝的解决方案。乳剂是由一种溶液的微小液滴构成的,这种液滴不溶于另一种溶液。一般来说,这通常是在极性溶液和非极性溶液之间。这种系统用于将仅溶于有机溶剂的物质加载到含水介质中或将溶于有机溶剂的物质加载到含水介质中。在静电纺丝中,使用乳液也可以形成不同结构的纤维。
  • 近场静电纺丝的研究进展
  • 近场静电纺丝是纳米纤维精确制备的主要技术之一。该技术从使用AFM尖端为静电纺丝提供有限数量的溶液发展到基于喷嘴的系统,在喷嘴中可以挤压出连续的溶液流。纤维沉积的精度和准确性也大大提高,从简单的在收集器上形成定向纤维到在特定点上精确沉积纤维。尽管取得了一定的进展,但近场静电纺丝在电磁脉冲作用下仍存在一些固有的局限性和特点。
  • 静电纺丝电荷对分子结构的影响
  • 静电纺丝被证明能够产生不同形态的纤维,并将其组装成不同的结构。除了溶液制备过程中的物理形态和结构以及材料成分的调控外,一些研究表明,静电纺丝参数的选择会导致细微的变化,尤其是在分子水平上。
  • 残留电荷中和
  • 静电纺丝中射流的产生和细化取决于射流所携带的电荷。然而,当纤维沉积在收集器上时,拉伸射流的相同电荷往往成为一种不利因素,因为它会排斥后来的纤维。这可能导致纤维层的形成,增加损耗或难以获得更厚的膜。
  • 电纺纤维上的电荷残留
  • 在理想情况下,沉积的纤维上的电荷随后被接地的集电器带走,从而使电中性表面能够继续吸引静电纺丝射流。然而,实际上,通常是较差电导体的聚合物倾向于在沉积后立即继续保持电荷。 20小时后,在电纺纤维上记录了超过1 kV的表面电压。电纺纤维的电荷残留可能是有益的,也可能不是,取决于应用。在空气过滤中,长时间保留电荷可以提高过滤效率。但是,电荷残留可能会阻止厚纤维垫的制造或妨碍精密的静电纺丝。数值模拟表明,
  • 增强纳米纤维的机械性能
  • 在复合材料中,荷载从基体传递到填料的效率影响着加固效果。纳米纤维的一个优点是它的大表面积最大限度地与基体粘接。研究了电纺丝纳米纤维作为复合层间的中间层、增韧剂和大块增强材料的性能。
  • 导电纳米纤维和薄膜
  • 有几种方法可以使电纺纳米纤维导电。最简单的方法之一是将导电添加剂如碳纳米管混合到聚合物溶液中进行电纺[Jeong et al 2006, Chronakis et al 2006]。其他方法如涂层和烧结也进行了测试。虽然电纺复合导电纤维膜的导电性可能不如薄膜[Laforgue et al 2007, Wei et al 2005],但在某些情况下其单位重量电导率在纳米纤维膜上更好。
  • 纳米粒子复合纳米纤维
  • 由于量子尺寸效应,纳米粒子有可能表现出新的特性。然而,纳米颗粒在大多数实际应用中往往需要载体。与纳米颗粒相比,纳米纤维的表面积更小,但它可以作为支架来支撑纳米颗粒并防止其聚集。纳米纤维和纳米颗粒的组合有可能使纳米颗粒的有效功能输出最大化。
  • 电纺丝膜厚度测量
  • 在材料表征和性能测量中,有时需要确定纳米纤维膜的厚度。然而,电纺膜的高孔隙率使其在承受载荷时可部分压缩。因此,重要的是要注意,传统的厚度测量设备,如千分尺螺旋规,可能会引入系统误差在读数,Affandi等人(2010)使用白光轮廓仪和千分尺测量了电纺纳米纤维膜(聚丙烯腈和尼龙)的厚度,并比较了其差异。正如预期的那样,用白光轮廓仪测量的厚度明显大于用千分尺测量的厚度。
  • 如何从收集器有效分离电纺膜
  • 在某些情况下,需要将电纺膜从收集器上移除,以便使用独立的膜。在组织修复移植物中,可能需要一种仅由纳米纤维制成的膜来确保最小的炎症反应。但是,对于传统的电纺丝到金属板收集器上,电纺丝膜往往会粘在收集器上,因此不可能在不损坏与收集器接触的表面的情况下移除薄膜。那么,有哪些可能的方法来实现这一点呢?收集后立即剥膜玻璃收集器聚四氟乙烯涂层表面热处理分离剂接水盘
  • 电纺混合管结构
  • 根据应用的要求,由单一材料制成的电纺丝纤维管可能是不够的。因此,混合结构可能是必要的,以满足要求。创建杂化结构的最简单方法之一是通过切换模板棒上的电纺丝材料或通过改变电纺丝条件来实现这种分层纤维组织。Zhu等人(2011)能够用纵向排列的电纺丝纤维和外层随机定向的电纺丝纤维构建神经导管。在他们的设置中,他们首先使用了两根直线排列的电极,并在两者之间形成一个平行电极收集器。这鼓励纤维在间隙上沉积,形
  • 电纺丝构建管状结构
  • 由于纳米纤维很容易在大多数基质上涂覆一层,因此可以通过将纤维沉积在棒模板上来构建纳米纤维管。这种方法已被证明具有足够的通用性,可以构建具有不同取向的纤维,可能是最广泛使用的构建纳米纤维管的方法。使用这种方法的一个常见的困难是将棒从涂层纤维中去除,特别是当棒以高速旋转或纤维涂层不够厚时。在纤维收集过程中,杆的高速旋转会导致纤维的收缩。
  • 电纺纤维的物理交联
  • 物理交联涉及纤维之间相互连接的形成。这些连接的存在可以提高膜的机械强度和导电材料的传导。化学交联是指分子之间形成共价键,而物理交联可能不涉及分子键的形成,而是在两个或两个以上纤维的接合处形成物理键。 形成纤维间物理连接的方法有几种,有些可以在静电纺丝和沉积过程中原地形成,有些可以在形成网孔后进行。在某些情况下,这还包括化学交联,它增加了连接处的结合强度。
  • 制造取向电纺纤维的替代方法
  • 人们提出了各种方法来生产取向电纺纤维,其中大部分是基于机械旋转、电场对其组合。然而,还有其他概念和方法收集取向的纤维可获得高度取向的纤维。其中一个概念是在使用旋转滚筒收集之前消除或显著降低静电纺丝射流/纤维的速度。
  • 电纺膜与溶剂铸膜的比较
  • 在许多应用中,电纺膜可以用来取代溶剂铸膜,以获得更好的性能取决于所需的性能。虽然两者一般都是扁平的,但电纺膜是由微米级至纳米级的纤维制成,具有相互连接的孔隙,而铸膜则完全填充为固体。这对它们的扩散、机械和溶解等性能有重要影响。
  • 改善电纺纤维直径均匀性
  • 电纺丝是一种相对简单的生产亚微米到纳米直径纤维的方法。然而,大的偏差在纤维直径可以相当大,这可能会影响性能和一致性的电纺产品。对于商业应用的电纺纤维,一致性的纤维直径可能是必要的,以确保可预测和可靠的输出。
  • 自旋电荷对分子结构的影响
  • 电纺丝已被证明能够产生不同形状的纤维,并将其组装成不同的结构。在溶液制备过程中,除了物理形式和结构以及材料成分的刻意调整外,一些研究表明,静电纺丝参数的选择有助于细微的变化,尤其是在分子水平上。
  • 通过参数优化控制纤维直径
  • 静电纺丝因其能从多种材料中纺成纳米纤维而受到广泛关注。已经记录了直径为9纳米的电纺纳米纤维[Tan et al 2005]。但电纺纤维的直径一般在几百纳米以上。在许多情况下,电纺纤维的直径是微米级的。电纺参数的优化是将纤维直径降至纳米级所必需的。
  • 减少电纺纤维直径的方法
  • 电纺纤维直径通常是通过优化电纺参数来控制的。然而,在珠粒开始形成之前,仅通过电纺参数的调整就可以降低纤维直径,这是有限制的。根据所用聚合物的不同,这个下限可能是几十或几百纳米。除了参数优化外,还有一些其他方法可以进一步减小纤维直径。
  • 静电纺丝螺旋纤维
  • 纤维膜的机械性能来自于纤维的排列。因此,当薄膜是由螺旋纤维而不是直线纤维制成时,可以预期力学性能的变化。拥有螺旋纤维还有其他潜在的好处,Zhao等(2017)表明,与直纤维相比,螺旋纤维具有更好的吸油能力。
  • 纤维直径对细胞的影响
  • 静电纺丝能够制造由小于100纳米到几微米的纤维组成的支架。由于天然细胞外基质(ECM)中的胶原纤维大部分是纳米级的,因此了解纤维直径对细胞行为的影响是很重要的。这将允许研究人员根据所需的细胞反应调整纤维直径。
  • 宏量化制备定向电纺纤维
  • 电纺丝已在工业水平上用于生产纳米纤维。然而,大多数输出仅限于随机组织的纳米纤维。由于多个静电纺丝喷注之间的干扰,生产高度排列的电纺纳米纤维具有挑战性。利用移动的集电极,有可能克服静电纺丝喷嘴之间的干扰,使纤维排列整齐。
  • 熔体微分静电纺丝法
  • 与溶液电纺不同,熔体电纺不需要昂贵的洗涤过程来去除生产装置中的溶剂蒸汽。然而,熔体静电纺丝装置需要解决三个主要问题,从应用的高压绝缘零件,生产力和熔体饲料。为了解决这些问题,我们提出了一种用于超细纤维制备的熔融微分静电纺丝(MD-ESP)方法。
  • 气泡静电纺丝
  • 气泡静电纺丝是利用静电纺丝生产纤维的一种较新的发展。从气泡静电纺丝中喷射出静电纺丝射流与传统的液滴静电纺丝类似,其中积累足够的电荷打破表面张力,是射流启动的必要条件。这种单泡静电纺丝的形式不同于表面破裂的气泡,其中气泡破裂用于启动静电纺丝(临时表面破裂)。
  • 大量生产-芯鞘纤维
  • 与均相聚合物纤维相比,具有芯鞘结构的纤维有几个优点。研究了该体系在中空纤维、药物输送纤维和低分子量聚合物纺丝中的应用。到目前为止,该设置仅限于实验室规模的生产。在使用孔口的常规电纺丝中,微流体歧管可用于在聚二甲基硅氧烷(PDMS)块内构造多个通道,其具有用于生产核-壳结构的双入口和用于批量生产电纺丝的多个出口。
  • 批量生产-多喷头
  • 在基于喷丝头的静电纺丝中,一个局限性是可以填充到给定区域中的喷嘴数量。 尽管有此限制,但研究表明,在适当的条件下,一个喷嘴可能会喷出数个纺丝喷嘴。 这显着增加了被纺丝的纳米纤维的数量,并且可以提供增加进料速率的机会,同时将纺丝纤维保持在纳米尺寸。 Vaseashta报告说,使用波浪形或轮廓高的收集器,可以从单个喷丝头产生多个纺丝喷嘴。 他假设该轮廓表面改变了聚合物溶液液滴表面和收集器之间的电场分布
  • 离心电纺
  • 在离心静电纺丝中,使溶液滴入纤维的拉伸力是离心力和静电力的结合。在不使用高压的情况下,纤维的纯离心纺丝要求喷丝头转速达到每分钟数千转。然而,在离心电纺中,转速可以降低到300到600 rpm [Liu et al 2013]。随着离心力的引入,需要较低的电压来克服溶液的表面张力来启动静电纺丝。
  • 电纺周围神经再生支架介绍
  • 材料和结构的多功能性使静电纺丝成为制造周围神经再生支架的一个有吸引力的方法。除了可以电纺的广泛材料外,药物、生长因子和其他添加剂也可以加入到电纺纤维中。在物理形态上,纤维的直径可以从纳米到微米。在较高的水平上,纤维可以聚集成非织造网、定向网、纱线或管状支架。
  • 脂肪组织再生
  • 由于创伤、先天性畸形和肿瘤切除等原因,脂肪组织支架常常是填充缺损所必需的。不像大多数的美容和整形手术填充剂,这些缺陷往往是大得多的体积,这是一个挑战的同化和整合的植入。硅胶和生理盐水植入物已经在商业上用于隆胸。然而,这些永久性植入物往往有破裂和其他可能的长期并发症的风险。移植物和宿主组织之间也没有整合。软组织再生的目标是开发一种与宿主组织完全融合的支架,或作为临时支架发挥作用,直到宿主组织占据体积
  • 使用电纺纤维的传感器简介
  • 电纺纳米纤维具有较高的表面积和体积比,是一种很有吸引力的传感器材料。由于电纺纤维在材料选择上的灵活性和加入活性物质的便利性,它已被研究用于许多传感器应用。
  • 静电纺丝溶液的预处理
  • 静电纺丝是一种用途广泛的方法,可以从多种聚合物中生产出纳米和微纤维。只要有足够的溶液粘度和导电性,几乎任何溶液都可以电纺。尽管它容易生产纤维,实现良好的纤维直径均匀性或低直径可能是一个挑战,一些聚合物解决方案。研究表明,溶液预处理可能有助于提高溶液的电纺性。
  • 改善溶液的可电纺性
  • 材料的电可纺性在很大程度上取决于溶液的性质。溶液的表面张力、电导率和粘度是影响纤维电可纺性和质量的基本性能。提高聚合物溶液浓度是静电纺丝形成纤维最直接的方法。然而,这通常会导致过大的纤维或在某些情况下,可能无法产生纤维。因此,还可以采用其他方法来提高溶液的可纺性。
  • 盐添加剂可改善静电纺丝性能
  • 在塑料加工中,添加剂常被加入到聚合物中以促进生产或赋予最终产品某些特性或颜色。在静电纺丝中,盐可以加入到溶液中,以影响溶液的粘度、表面张力和电导率。由于溶液的电导率对这个过程有很大的影响,盐的加入对这个性质的影响将会有更详细的介绍。
  • 电纺极性
  • 静电纺丝可采用正、负或交流电压进行,但纺丝性能和纤维直径存在一定差异。Angammana[2011]使用聚乙烯氧化物表明,在正高压下形成了稳定的静电纺丝射流,而在负电压下则没有稳定的射流。
  • 环境因素影响
  • 静电纺丝过程,特别是纺丝纤维的物理特性,由于其对溶剂汽化速率和溶液对湿度的敏感性的影响,受环境温度和湿度的影响很大。这包括形成纤维、纤维直径、珠状或光滑纤维、多孔纤维和扁平纤维的能力。合成的纳米纤维的目标功能和性能也可能受到环境条件的影响,这取决于所使用的材料和添加剂。在正常的室内空气中,空气主要由水蒸气、氮气、氧气和二氧化碳组成。这些分子也可能与静电纺丝材料相互作用或发生反应。
  • 聚合物性质
  • 有几种聚合物特性会影响静电纺丝过程和最终的纳米纤维结构。通常优选较高的分子量,因为会有更大的链缠结,这有利于纺丝过程中纤维的形成。 相反,较低分子量的聚合物溶液可能分裂成液滴或形成珠子。 在没有更高分子量聚合物的地方,增加浓度可以促进纤维的形成。 如果无法从首选材料中去除纤维,一个简单的选择就是与另一种更高分子量的聚合物共混。
  • 喷嘴设计
  • 大多数实验室的静电纺丝装置包括喷嘴喷丝器,用于分配溶液。摘要无喷嘴静电纺丝技术在大规模生产电纺丝中得到了广泛应用,但喷嘴静电纺丝技术在改进电纺丝工艺和制备混合纤维方面仍有一定的优势。
  • 喷嘴直径
  • 增加喷嘴直径有增加纤维直径、分布和生产率的效果。这可能是由于更大的质量可供纺丝过程。Thompson等[2007]通过分析表明,初始旋转半径越大,最终射流半径越大,即纤维直径越大。当然,更大的喷嘴直径将有助于更大的泰勒锥和相应的初始射流半径。
  • 溶液温度
  • 在较高的溶液温度下,溶液的粘度会降低。随着粘度的降低,纤维的直径预计会减小。Nangrejo等(2012)研究表明,随着聚氨酯溶液(二甲基甲酰胺为溶剂)温度的升高,溶液粘度和表面张力降低,电导率升高。由此产生的电纺纤维的直径和标准偏差相应减小。
  • 尖端到收集器的距离
  • 喷丝头和收集器参数之间的距离对收集器停留前的射流路径和旅行时间有影响。如果电压保持不变,电场强度将与距离成反比。在典型的静电纺丝装置中,这一距离从10厘米到15厘米不等,这通常使溶剂有足够的时间蒸发,从而使干燥的纤维束沉积下来。如果距离太短,使溶剂没有充分汽化,就会形成熔融纤维。
  • 溶液特性
  • 在选择溶解聚合物的溶剂时,必须保证其中一种溶剂具有一定的导电性。或者,也可以用有机盐或无机盐使溶液突起。这也有降低启动静电纺丝过程所需的临界电压的好处。然而,这将杂质引入到最终的聚合产物中。另一种有用的方法是用一种高导电性的溶剂混合物使溶液突起。
  • 电压
  • 调整施加的电压对静电纺丝过程有几个影响,因为它影响到施加到溶液中的电荷量。增加电压会加速静电纺丝射流,这可能会导致从针尖抽出更大体积的溶液。
  • 收集装置
  • 收集装置对纳米纤维的生产效率、排列和最终结构有重要影响。这是由于它对沉积在纤维上的电荷传导到地面的能力的影响,这反过来又影响到在基板上收集的纤维的数量。对于导电性较差的集电极,沉积的纤维可能保留它的一些电荷,这将排斥传入的纤维,从而降低纤维沉积和生产率。
  • 射流轨迹
  • 由于静电纺丝射流表面电荷的存在,静电纺丝射流的运动轨迹容易受到电场及其廓形的影响。即使是将高压电源的电流传输到针尖的探针的位置也会影响静电纺丝射流的方向。通过巧妙地使用辅助电极,如基极、聚焦电极、转向电极和导向电极,可以对电场剖面进行操作。
  • 静电纺丝射流中的相
  • 在静电纺丝开始时,大多数射流表现出两种不同的相,即稳定相和弯曲不稳定相。稳定相的长度通常为10毫米或更短,其长度受几个参数的影响(请阅读更多)。之后,弯曲不稳定性开始出现,纤维在收集点的沉积面积约为10厘米或更多。下面的视频显示了左边的稳定相位和右边的弯曲不稳定性。
  • 电纺基础-喷射启动
  • 当溶液表面的电荷(正电荷或负电荷)产生的斥力达到电场中的临界密度,从而克服溶液的表面张力时,静电纺丝就开始了。溶液中的电荷是由高压电源引起的,电压通常大于6kV。在如此高的电压下,溶液液滴会形成泰勒锥,此时静电纺丝就开始了。在射流上的柱状排斥力拉伸粘弹性聚合物溶液,然后是溶剂的蒸发。
  • 热处理提高电纺膜的机械强度
  • 热处理可用于改善电纺膜的多项性能。热处理的一些优点是:1、提高膜的密实度(消除“绒毛”或杂散纤维)2、改善力学性能3、提高化学稳定性4、减少膜内分层 膜上残留电荷的存在可能会降低静电纺丝射流靠近收集器时的速度。因此,较晚的纤维可能以较慢的速度铺设,从而形成较厚但可压缩的薄膜。在水过滤等应用中,膜在使用过程中会被压缩,这样的物理特性是不可取的。热处理也将允许分子链的运动,这可能导致其性质的变
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  •   一 招收2020硕博推免生  导师介绍:杨维清,西南交通大学材料科学与工程学院教授/博导,牵引动力国家重点实验室固定人员,四川省千人计划,四川省杰出青年,2007和2011年分别获得四川大学硕士和博士学位,2011-2014年先后在电子科技大学和美国佐治亚理工学院从事博士后,2014年4月引进到西南交通大学材料学院教授博导,主要从事纳米能源材料与功能器件的应用基础研究。近年来,在Adv.
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