纤维素组织工程支架的研究进展

纤维素具有良好的生物相容性和可降解性,在生物组织工程领域作为支架材料的研究近年来受到研究者的关注。文章介绍了组织工程支架的性能要求,以及纤维素、细菌纤维素用于组织工程支架的研究现状。针对组织工程支架的分子设计、纳米化趋势,提出了纳米纤维素纤维用于组织工程支架的设想。并综述了纳米纤维素纤维制备的最新研究进展,预测了未来纤维素组织工程支架的发展趋势及前景。     

纳米纤维应用于组织工程的研究进展

组织工程支架的关键作用是起到引导细胞繁殖、生长,促进组织修复的一个过程。纳米纤维支架由于具有特殊的纳米效应,而更有利于细胞的黏附、增殖、功能化,因而被广泛应用于组织工程。本文分别介绍了纳米纤维支架在各类组织工程中应用,包括皮肤和创伤敷料组织工程、血管组织工程、神经组织工程、骨组织工程、软骨组织工程中应用的研究进展,同时介绍了纳米纤维支架药物控制释放中的应用。指出目前纳米技术还不成熟,需要从制备工艺的优化、基因工程的引入及纳米材料安全性能的科学评价等几方面解决纳米纤维支架在组织修复工程中面临的问题。     

天然高分子静电纺纳米纤维的研究进展

介绍了静电纺丝的原理及利用静电纺丝方法制备天然高分子纳米纤维的最新研究进展,主要介绍了海藻酸钠、天然纤维素、透明质酸、明胶、胶原蛋白、甲壳素及其衍生物等几种主要的天然高分子静电纺纤维的研究进展,并指出它们在生物医学领域的重要应用。     

国内外纳米纺织品的研究进展

我们知道自然界中的蜘蛛丝和细菌纤维素纤维是典型的纳米纤维。较细的蜘蛛丝直径只有100纳米，是真正的天然纳米纤维。美国与加拿大的科学家合作，采用蜘蛛基因，利用仿生结构，成功地纺制出人造蜘蛛丝，其强韧性能优于钢材；美国科研人员相继推出了穿着舒适的纳米纤维服装、纤维导电及变形技术、在分子水平上对织物进行改性技术而不是将纳米微粒简单的附着在织物上；     

新一代Lyocell纤维

自1992年来,市场上出现一种新型的纤维素纤维Lyocell纤维。它具有改进的性能,并用N-甲基吗琳-N-氧化物(NMMO)作为纤维素的直接溶剂进行生产。Lodz工业大学化学纤维系和天然纤维研究所已开始研究纳米纤维素纤维——新一代Lyocell纤维,生产时也使用NMMO。论述了Lyocell纤维技术范围内研究工作的最新发展,主要是纳米纤维素纤维的研究工作。     

纤维素纤维用染料和助剂的发展趋势

纤维素纤维是一类重要的纺织原料，分为天然纤维素纤维和再生纤维素纤维。天然纤维素纤维以棉为主，还有苎麻、亚麻、黄麻和竹纤维等。再生纤维素纤维有粘胶纤维，Lyocel(Tencel)纤维和莫代尔(Modal)纤维等。纤维素纤维具有吸湿、透气、穿着舒适等优点，特别适合制作服装面料，将纤维素纤维与其他纤维混纺，可得到许多风格各异、性能独特的面料。     

AAO模板法制备纤维素纳米纤维

研究了以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用抽滤法首次制备直径为35nm的纤维素纳米纤维。孔径为300nm的AAO模板采用二步阳极氧化法制备。纤维素溶解在氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶液中,通过抽滤将纤维素溶液注入AAO模板的纳米孔洞中,除去溶剂和AAO模板后得到纤维素纳米纤维。制得的纤维素纳米纤维呈阵列结构排列,在胶粘剂、疏水材料等领域具有潜在的应用价值。     

生物复合纳米纤维作为组织工程支架材料的研究进展

由有机-有机和无机-有机材料混合电纺制备的生物复合纳米纤维具有优良的仿生性和生物活性,它们在软、硬组织工程支架领域中具有广泛的应用前景。本文综述了这两种生物复合纳米纤维作为组织工程支架的研究进展,并对研究中存在的问题和今后研究的方向进行了讨论。     

纤维素纳米纤维负载氧化亚铜的制备及性能研究

以木醋杆菌为菌种,在30℃下静态培养得到纤维素纳米纤维构建的网状薄膜,浸泡在硫酸铜溶液后,经葡萄糖还原产生的氧化亚铜跟纤维素纳米纤维紧密结合,制得纤维素纳米纤维负载氧化亚铜;分析了氧化亚铜和纤维素纳米纤维的微观结构、纤维素纳米纤维负载氧化亚铜的含量以及纤维素纳米纤维负载氧化亚铜对亚甲基蓝的降解效果。结果表明:纤维素纳米纤维直径为40~80nm,在70℃下,葡萄糖还原硫酸铜只产生氧化亚铜,没有其他杂质;在太阳光照射120 min后,纤维素纳米纤维负载氧化亚铜和氧化亚铜粉末对亚甲基蓝的降解率分别达到85%和76%。     

新型溶剂法制备再生纤维素纤维研究进展

再生纤维素纤维以可再生、可生物降解的天然纤维素为原料,它的研究和开发对充分利用纤维素资源和促进纤维行业的可持续发展具有重要意义.离子液体和碱溶液溶剂体系对纤维素具有独特的溶解性能,为再生纤维素纤维的制备提供了新方法.这种新型的再生纤维素纤维具有制备过程简单、对环境无污染、纤维力学性能优异或生产成本低等优点,发展前景十分广阔.综述了离子液体法和碱溶液法再生纤维素纤维的最新研究进展,包括溶剂种类及其溶解能力、纤维素原料的性质与选择、纤维的制备方法和力学性能等,同时归纳和对比了各因素对新型再生纤维素纤维力学性能的影响.最后展望了两种新型再生纤维素纤维存在的挑战、未来发展趋势和工业化前景.     

纳米纤维素纤维凝胶特性及其应用

纳米纤维素纤维在水溶液中可以通过物理缠绕以及氢键结合的方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶。纳米纤维素水凝胶具有无毒性及良好的生物相容性,在生命科学领域应用前景广阔。而纳米纤维素气凝胶保持凝胶的三维网络结构,其高比表面积、低密度及优异的隔热性能等在建筑、能源电子器件、油水分离等领域也同样有着巨大的应用潜力。本文从纳米纤维素基本特性、纳米纤维素水凝胶、纳米纤维气凝胶研究及应用情况进行了介绍,并分别对纳米纤维素水凝胶与气凝胶的优异性能及应用进展进行了总结。     

纤维素纳米纤维的生产及其应用

纳米纤维是拉伸纤维素链的半结晶纤维束,它们的热膨胀率像石英一样低,而其强度则是钢的5倍。考虑到石油储量枯竭和地球的环保问题,所以,新开发的纤维素纳米纤维及其应用已经受到了人们的高度关注。文中概述了用植物资源生产纳米纤维的研究工作,及其在聚合物复合材料中的应用。     

天然植物纤维素纤维/聚乳酸复合材料研究进展

综述了使用不同植物纤维,如棉麻纤维、竹木纤维、农作物秸秆纤维等单一或者混杂纤维素纤维增强聚乳酸(PLA),并运用不同成型工艺和处理手段改善复合材料性能的研究进展,展望了天然植物纤维素纤维增强PLA复合材料的未来发展趋势。     

再生纤维素纤维的研究进展

概述了再生纤维素纤维的研究现状;详述了高湿模量粘胶纤维、Lyocell纤维、铜氨纤维、醋酯纤维、秸秆类可再生纤维素纤维、再生竹纤维、再生麻纤维的性能、结构特征及其适用性;探讨了我国再生纤维素纤维的发展趋势,指出超天然的功能再生纤维素纤维材料将成为未来发展的重点,我国应注重开发差别化、功能化粘胶纤维。     

离子液体法再生纤维素纤维制造技术及发展趋势

首先概述了再生纤维素纤维制造技术的发展历史,总结了以天然纤维素为原料的黏胶纤维、Lyocell纤维和离子液体纤维（Ioncell）及其技术发展现状。重点介绍了这三种再生纤维素纤维的性能、应用领域及市场前景,并比较了其生产工艺,包括纺丝原液的制备、纺丝工艺、溶剂回收等。与黏胶纤维相比,Lyocell 纤维和Ioncell纤维在溶解纤维素及干喷湿纺纺丝方面具有独特的优势。进一步对该类技术的重点和难点,如纺丝原液的连续制备和溶剂的高效回收进行了分析。与Lyocell纤维使用的NMMO溶剂相比,Ioncell纤维使用的离子液体具有离子液体可设计等优点,可根据纤维素原料的不同来源,设计合成对纤维素具有更好的溶解能力而无降解特征且环境友好的离子液体溶剂,同时对温度、金属离子具有很好的稳定性,为发展新一代纤维素绿色制造技术提供了新途径。另外,对Ioncell纤维存在的问题也进行了详细的分析,提出了未来拟开展的重点研究方向和拟解决的关键难题。     

明胶、胶原的静电纺丝研究进展

静电纺丝技术是利用聚合物溶液(或熔体)在电场下的喷射,来制备纳米级超精细纤维的一种新型加工方法,具有快速、高效、设备简单、易于操作,而且易于控制制品化学组分和物理性能等优点。近年来,对合成和天然聚合物电纺的不断研究和发展,使其成为一种新型组织工程多孔支架制备方法;由于电纺支架具有独特的微观结构和适当的力学性能,与天然细胞外基质相近的纳米级结构,并能够仿生细胞外基质的结构特点,静电纺丝越来越有望成为制备理想的组织工程支架的技术。本文对明胶、胶原,及其与其他合成或天然高分子的静电纺丝行为进行了总结。     

新型离子交换纤维制备方法的探讨

综述了离子交换纤维常见的几种制备方法,包括接枝共聚改性法、原始纤维进行化学改性法、聚合物混合成纤法等,并对未来的研究发展方向进行了展望。在我们开展的前期研究中,着眼于利用天然纤维素,如棉花、稻草壳、秸秆等来源广泛且经济廉价的原料,合成新型阴离子交换纤维,可望在废水处理中对砷、氟等阴离子起到高效的交换吸附作用。还对天然棉纤维基离子交换纤维的表面化学进行了研究,以探讨离子交换纤维的表面官能团对吸附交换性能的影响。     

纤维素接枝共聚研究

本文论述了天然纤维素纤维的生产方法包括铜氨溶液、NMMO及LiCl/极性溶剂等对生态环境和纤维性能的影响 ,重点介绍了纤维素在LiCl/极性溶剂体系中溶解机理及各种溶解条件对溶解性能的影响。对纤维素接枝共聚及其产物也作了相应介绍。     

纤维素纤维接枝无机粒子的制备及其热稳定性的研究

为了提高纤维素纤维的热稳定性,利用原位溶胶-凝胶法分别将纳米二氧化硅接枝到纤维素纤维上及利用环氧基团和羟基的反应将环氧丙基苯基多面体低聚倍半硅氧烷(GlyPh7POSS)接枝纤维素纤维上,制得无机纳米粒子改性纤维素纤维。红外结果表明,两种纳米粒子分别成功地接枝到了纤维素纤维上。扫描电镜能谱分析结果表明,GlyPh7POSS接枝纤维素纤维中硅元素质量分数仅为1.3%,而二氧化硅接枝纤维素纤维的硅元素质量分数为8.5%。热重分析结果表明GlyPh7POSS分数接枝纤维素纤维的热稳定性并未得到改善;二氧化硅接枝纤维素纤维的热稳定性得到改善,其初始分解温度在氮气和空气中分别提高了18℃和16℃,残炭量也有增加。     

Lyocell-炭黑复合纤维的结构与性能

将纳米炭黑、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell-炭黑复合纤维。采用X射线衍射仪、扫描电镜、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。X射线衍射图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了炭黑的特征衍射峰。扫描电镜结果显示复合纤维中炭黑在纤维素基体中有一些团聚。对纤维的力学性能及电导率分析进一步表明:添加炭黑使得复合纤维的初始模量和断裂强度下降,但是可以在一定程度上提高复合纤维的电导率。