美国加州大学伯克利分校：研制出可智能发电的新型纳米纤维

伯克利分校机械工程系林立伟和来自北京中科院电子研究所的访问学者王军波等组成研究小组，经过一年半时间，研制出目前最先进的可发电纳米纤维，直径1μm，约为人类头发丝的百分之一。这种新型的纳米纤维的特点是可将机械能量转化为电能，转化率达20％。未来这种新型材料将对人类生活产生积极的影响。     

美华裔教授研制新型纳米纤维

来自台湾的美国加州大学伯克利分校林立伟教授和他的团队研制出一种新型纳米纤维．这种可以发电的材料有望在3～4年内制成智能发电衣物，充当小型电子产品的充电器。     

纺织纤维表面微米和纳米结构模压

功能纺织品的性能往往取决于单根合纤的特定表面结构，目前大多数纤维表面异型结构均利用异型喷丝孔形成。但是，这种异型结构只能在单一纺丝方向发生，而且异型精度受到纺丝板精度、纺丝速度等诸多复杂因素的影响。因此、许多产生于纤维表面微米和纳米结构的效应难以充分实现。为此，科研人员产生了利用其他方法在纤维表面形成随机凹凸花纹的设想，它可极大地改善纤维表面性能。最近瑞士联邦材料试验和研究实验室（EMPA）和瑞士保尔谢勒学院（PSI）的微米和纳米技术实验室研制利用压模辊在高于玻璃化温度下对热塑性合纤进行模压处理，从而在纤维表面形成微米和纳米级复杂结构。这种方法类似于制造衍射光学元件采用的在聚合物薄板上热模压工艺，     

产业·市场

我国纳米纤维科技及产业正在突围 来自清华大学化工系的消息,由该系胡平教授率领的研发团队在静电纺丝生产纳米纤维领域取得重大突破,可望产生重大社会和经济效益。传统工艺制造的织物或无纺布的纤维直径通常是几十至几百个微米（1毫米=1000微米）．当纤维直径缩小到普通纤维的1／1000时就被称为纳米级纤维（1毫米=100万纳米）。     

纺织纤维表面微米和纳米结构压模

功能纺织品的性能往往取决于单根合纤的特定表面结构，目前大多数纤维表面异型结构均利用异型喷丝孔形成、但是，这种异型结构只能在单一纺丝方向发生，而且异型精度受到纺丝板精度、纺丝速度等诸多复杂因素影响。因此，许多产生于纤维表面微米和纳米结构的效应难以充分实现。为此，科研人员产生了利用其他方法在纤维表面形成随机凹凸花纹的设想，它可极大改善纤维表面性能。     

纤维素静电纺丝及其难题

静电纺丝是一种常见的连续生产纳米级纤维(直径在几微米到几纳米)的技术。它是将纳米纤维制成各种结构形式,如非织造织物膜、取向纤维束及三维结构支架的最常用方法。这些材料由于其被提升的性能,可应用于工业用纺织品、医用纺织品、防护材料、储能设备、农业、电器、光学设备等特殊领域。纤维素作为一种来源丰富的生物可降解、生物相容聚合物,引起研究者们的强烈兴趣,纳米织物中纳米纤维素纤维的广阔前景也显示其应用广泛。研究涉及了纤维素静电纺丝的历史、近况及前景。     

静电纺纳米纤维包芯纱的成形方法及其应用进展

常规的静电纺丝纳米纤维膜因具有超细直径、超高比表面积、超高孔隙率等优点而得到广泛应用,但一维膜结构纳米纤维集合体的力学性能不能满足纺织生产要求。据此提出在传统纱线表面包覆纳米纤维制备纳米纤维包芯纱,其兼具传统纱线的力学性能和纳米纤维的优良性能,可用于开发制备功能性纺织品。介绍了静电纺纳米纤维包芯纱的成形方法,包括机械集聚、水浴法加捻、气流辅助,分析了这些方法的原理及特点,为纳米纤维包芯纱的制备提供了理论基础。介绍了静电纺纳米纤维包芯纱在柔性传感器、能量储存、生物医疗领域的应用现状,对纳米纤维包芯纱的研究与应用具有借鉴意义。     

用静电纺丝开发新型纳米纤维非织造布

近年来随着纳米技术的进展,人们对于纳米纤维的关注亦日益增多。根据纤维学会纳米纤维技术战略委员会的定义,纳米纤维是由纳米级纤维和纳米结构纤维构成的;纳米级纤维是直径1~100 nm,长度是直径100倍以上的纤维状物质;纳米结构纤维则不论纤维的线密度,而是在内部、外部和表面经纳米级控制具有致密结构的纤维。然而,文献中一般将直径为亚微米级的纤维亦称为纳米纤维。纳米纤维的最大特征在于比表面积增大。一般表面具有与整体大不相同的物性,预期纳米纤维将出现从未想到过的各种功能。我们着眼于纳米纤维制造方法之一的静电纺丝法,并研究其应…     

纳米纤维新进展

纳米纤维（直径小于100nm）或亚纳米纤维（直径不大于800nm）的电、热和机械性能与一般纤维相比有很大不同，它适用于各种高性能滤布、医疗用品、防护用品和军用装备等。目前用直接纺丝法制造的聚酯纤维单丝纤度最小可达到0．3—0．4dtex，而亚纳米级纤维的单纤维直径则至少要达到800nm，线密度相当于0．0069dtex，纳米级纤维则要达到100nm以下，     

纳米纺丝装置

在许多应用领域,含＂纳米＂的产品已走出实验室,来到了用户面前。但是纳米纤维的应用面还相对十分狭窄,工业上纳米纤维产品大都与过滤有关。目前用户拿到的都是直径限于2～5μm以上的超细纤维产品。尽管只要每根纤维直径均在1000 nm以下的就可称之为纳米纤维,但最为普遍接受的纳米纤维的界限要求是直径在500 nm以下。纳米技术...     

东丽公司开发出世界首例纳米尼龙纤维

为了超越纤维细度极限 ,日本东丽公司开发出一种比超细旦纤维 (单丝直径为微米级 )还小两个数量级的纳米 (十亿分之一米 )纤维。东丽公司将纳米结构控制技术和特种纤维成形技术相结合 ,开发出了常规技术不能达到的纤维细度。这项技术适用于普通高聚物纤维 (如尼龙、聚酯 ) ,并能在常规的设备上进行生产。利用这项技术 ,东丽公司已经成功地开发出世界首例的一种由 1 40多万根直径 2 0ns～ 1 0 0ns纤维组成的纳米尼龙长丝 ( 4 4dtex) ,该长丝超大的表面积使其具备其他任何纤维不能比拟的特殊性能。东丽公司已为该项技术申请了专利 ,并指望成为…     

天然高分子的静电纺丝

静电纺丝技术是一种直接且相对容易的纳米纤维制备方法.文章综述了天然高分子的静电纺丝,该技术通常采用有机溶剂制备纺丝液,如采用六氟丙醇、六氟丙酮及三氟乙酸等.天然高分子常规纺丝法所得纤维的直径通常在几微米至几十微米之间,而静电纺丝得到纤维直径在微米以下,甚至在纳米范围,大大低于常规纺丝法.静电纺丝的天然高分子纤维无纺织物在外伤敷料、组织工程支架和药物释放系统等医学领域具有许多潜在用途.     

再生纤维在棉纺领域高值化利用的研究与工艺实现

物理开松法是国内废旧纺织品再生利用的最主要方法,其通过对废旧纺织品进行切割、撕破、开松等机械处理,直接将废旧纺织品加工成再生纤维,但这种回收方法会降低纤维长度、破坏纤维的力学性能。研究了不同道数的开松和不同形式的开松打手对回丝、机织物、针织物3种废旧纺织品原料进行机械开松的影响,并将得到的再生纤维与其他纤维原料进行混纺试验。研究发现：开松+混合+梳理新型工艺能对废旧纺织品进行柔性开松梳理,生产可满足环锭纺基本需求的再生纤维,将其与其他纤维混纺,可生产满足下游需求的纱线,实现再生纤维的高值化利用。     

控制单轴平行排列的聚合物纤维数量和直径的新型静电纺丝技术

研制了一种制备单轴平行排列的亚微米纤维的新型静电纺丝工艺。通过改变偏置接收器精确地控制纤维的数量，通过后沉积拉伸工艺改变纤维的直径。采用这种方法可以纺制出数量可控、平行排列的聚[2-甲氧基-5-（2＇-乙烯基-己氧基）聚对苯乙烯撑]／聚氧化乙烯（MEH—PPV／PE0）纤维，其直径在微米到亚微米之间，并且通过拉伸可以明显地改善纤维直径的均匀性。     

带有纳米沟槽的静电纺微米纤维支架对促进细胞渗透生长的研究

通过静电纺丝技术一步制备出表面带有纳米沟槽结构的微米级左旋聚乳酸(PLLA)纤维支架,同时具备纳米和微米结构优势.对支架的形态、力学性能、生物相容性和细胞渗透情况进行表征.结果 表明:当PLLA纺丝液浓度提高时,纤维直径随之增大,但不会影响纤维表面的纳米沟槽结构;表面的纳米沟槽结构能增大支架的比表面积,促进细胞的黏附和...     

细菌纤维素/聚己内酯微米纤维复合膜的制备及性能

为制备模拟细胞外基质结构的微纳尺度复合材料,利用静电纺丝技术制备了聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)微米纤维膜,通过与纳米尺度的细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)原位复合,制备了BC/PCL复合纤维支架。采用扫描电镜、红外光谱分析、X射线衍射分析对材料的形貌、结构进行了表征。通过单轴力学测试对复合材料力学性能进行了研究,并利用成纤维细胞对复合材料的生物相容性进行评价。结果表明:通过静电纺丝法制备的PCL微米纤维的平均直径,随聚合物纺丝液质量分数的增加有增加的趋势,BC与PCL微米纤维复合后,BC纳米纤维渗透入微米纤维膜内部,实现微纳米纤维较好的复合。红外光谱分析和X射线衍射分析进一步证明BC和PCL微米纤维成功复合。PCL微米纤维膜复合BC膜后,相比PCL微米纤维膜增加了其断裂强度,同时复合支架无明显细胞毒性,可应用于生物医学领域。     

纳米和微米级丝素纤维网对内皮细胞功能的影响

研究了内皮细胞在纳米和微米丝素支架上的细胞应答，包括细胞形态、增殖、细胞间连接的形成以及整合素依赖性粘附的情况。在纳米纤维网上培养的内皮细胞能够形成具有可分化性和相互连接的内皮单细胞层，它比在微米纤维网上的细胞具有更高的整合素-β1表达水平，内皮细胞通过整合素受体机制识别单根纳米纤维，并在与纳米纤维网的接触面形成粘附斑。纳米丝素支架不阻碍内皮细胞层的形成，而且可以诱导内皮细胞在分子表达水平上发生变化。     

纳米纤维素具有造纸潜力

根据一个芬兰研究团队的研究结果,纳米纤维素将很快取代造纸所用木浆,并提高纸张中矿物填料的用量。研究人员表示：＂这一研究得以实现可减少约15%或更多的纸张碳足迹。＂ 纤维素是一种生物聚合物,为构成植物体的基本结构。纳米纤维素是一种新型的纳米材料,包括纳晶或直径为5～500nm、长度在几百微米左右的纤维素纤维单元。     

纳米技术材料Nanofront~(TM)

<正>纤维的结构控制技术正在从直径数十微米至十数微米级的超细纤维开始向应用复合纺丝技术的数微米级纤维以及最近应用特殊复合纺丝技术的纳米级纤维的截面结构设计发展。控制纳米级纤维结构有两方面的意义:一是为提高如力学强度和耐热性等宏观性能而提出纤维微结构的新概念和模型;二是纳米级结构可赋予纤维高性能或原功能的突破性提升。本文介绍帝人纤维公司开发的     

溶剂对静电纺丝素纳米纤维结构特征的影响

将丝素蛋白分别溶解在甲酸和六氟异丙醇（HFIP）内，通过静电纺丝方法成功纺制丝素（SF）纳米非织造网。其中以甲酸为溶剂所纺纳米纤维的平均直径是80nm，并且直径分布呈单峰状，而以HFIP为溶剂的纳米纤维直径较粗为380nm。将SF纳米非织造网浸在甲醇水溶液中进行后处理，并通过红外光谱和^13C CP—MAS固体NMR谱研究非织造网的结构转变。以甲酸为溶剂制备的SF纳米纤维具有更多的肛折叠构象。甲醇水溶液是改变SF纳米纤维二级结构从无规卷曲到肛折叠结构转变的快速又有效的方法。目前的研究发现，通过使用不同溶剂可以控制丝素蛋白的尺寸和二级结构，从而将材料应用于生物医学方面，特别是组织工程方面。