再生丝素蛋白水溶液静电纺丝性能的研究

运用静电纺丝方法,从再生蚕丝素蛋白水溶液中制得了念珠状的、圆形的或扁平状的超细再生丝,纤维的直径在100～900nm之间,平均为700nm.溶液浓度和电压强度对静电纺丝性能的影响很大,当纺丝液浓度为28%（质量分数）,电压为20kV,喷射距离为 11cm时,可制得具有光滑表面的圆形再生丝.大角X衍射（WAXD）测试结果认为,静电纺再生丝中含有α螺旋和β-折叠结构,但其结构既不同于无定型丝素膜,也不同于天然蚕丝纤维,介于二者之间.     

静电纺丝素/聚左旋乳酸复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用静电纺丝技术成功制备丝素(SF)/聚左旋乳酸(PLLA)复合纳米纤维膜,对其理化性能进行研究。本实验以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,将SF与PLLA按100∶0、70∶30、50∶50、30∶70、0∶100的质量比共混进行电纺,制备的5种材料用戊二醛(GTA)蒸汽交联48h。通过扫描电镜(SEM)、拉伸性能测试、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和亲水角等方法对其理化性能进行表征。结果显示制备的SF/PLLA复合纳米纤维平均直径在162~680nm之间,并随着PLLA含量的增加而增加;交联后纤维虽有溶胀,但仍然保持了纤维形貌;SF/PLLA复合纳米纤维膜的力学性能、结晶度、热稳定性和疏水性较纯SF明显提高,且随着PLLA含量的增加而增加,有望成为一种新型的组织工程支架材料。     

丝胶组分和高湿后处理对静电纺丝素纤维结构与性能的影响

利用静电纺丝法制备了再生丝素和再生丝素/丝胶蛋白纤维,并对所得纤维进行了高湿后处理。采用扫描电镜分析了丝胶蛋白和高湿后处理对静电纺再生丝素蛋白纤维形貌的影响,采用拉曼光谱、X射线衍射和热失重分析研究了所得纤维微细结构及热性能。研究结果表明,添加丝胶蛋白有利于降低静电纺再生丝素蛋白纤维的直径及其分布,而高湿后处理对纤维的形貌没有明显影响;添加丝胶蛋白和/或高湿后处理有利于促进丝素发生向β-折叠构象的转变,并使纤维的结晶结构得到改善,从而进一步提高纤维的热稳定性。     

静电纺丝素蛋白纤维毡在乙醇水溶液中的拉伸后处理

利用静电纺丝技术制备了再生丝素蛋白纤维毡,并采用乙醇水溶液对其进行拉伸后处理以提高其力学性能。研究了乙醇的体积分数对纤维毡形貌、结构和性能的影响。结果表明,随乙醇体积分数的增加,纤维毡中β-折叠结构的含量增加。纤维毡在体积分数为90%的乙醇溶液中,先拉伸1.11倍,然后浸泡120min后,其断裂强度及断裂伸长率分别达2.64MPa和12.1%。     

仿生制备的再生丝素蛋白水溶液的静电纺丝(Ⅰ)——工艺参数及结构特性

制备出了与蚕腺体内纺丝液浓度和后部丝腺pH值相近的再生丝素蛋白水溶液,利用静电纺丝技术模仿蚕在空气中吐丝的过程得到了再生丝素蛋白纤维.所得纤维的直径在350～4200nm之间,平均直径1700nm.通过正交实验方法考察了各种因素对纤维形态、直径及直径分布的影响,结果表明:所施电压对纤维的形态影响最大;溶液浓度对纤维的直径影响最大;喷头与接受板间距离对纤维直径的分布影响最大.实验得出了一个较好的静电纺丝条件为浓度30%,电压40kV,喷头与接受板间距离20cm.采用拉曼光谱、X衍射、DSC对再生丝素蛋白纤维进行了表征,发现再生丝素蛋白纤维中含有少量的Silk I结晶结构,主要以无定形结构为主,这与天然蚕丝的半结晶结构相比尚有差异.     

静电纺丝法制备聚苯乙烯微纳米纤维膜及其过滤性能

采用静电纺丝法制备聚苯乙烯(PS)微纳米纤维膜,研究了静电纺丝工艺对PS纤维膜微观形貌、纤维直径以及孔隙尺寸分布的影响,并表征了其对固体颗粒物的过滤性能。结果表明:随着纺丝电压和接收距离的增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸均减小且分布集中,随着推进速率增加,PS纤维膜的直径和孔隙尺寸逐渐增加且分布范围变宽;当纺丝电压为24kv,收集距离为24cm,推进速率为0.318mL/h时所得PS纤维膜的直径和孔隙中位径分别为940.1nm和1979.4nm,过滤尺寸范围为0.1~35μm的固体颗粒后,剩余颗粒的平均粒径仅为2.19μm。     

基于静电纺丝技术的聚合物基MOFs纳米纤维膜的研究进展

基于静电纺丝技术的金属有机骨架纳米纤维膜材料(Metal-Organic Frameworks Nanofibrous Membranes,MOFs NFMs)综合了无机多孔材料和聚合物纳米纤维的优势,是一类具有广阔应用前景的功能性材料.目前已经开发出不同功能的MOFs NFMs,其应用领域也在不断扩展.本文介绍了MO...     

静电纺丝制备肉桂醛/聚乳酸复合纳米纤维膜及其性能

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β-环糊精包合物,将其添加到聚乳酸(PLA)溶液中,采用静电纺丝技术制备了肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维膜的直径及表面形貌进行观察,通过红外光谱对其做特征官能团分析,同时对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行表征。结果表明,肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜纤维形态良好,其直径范围在133~177nm。红外光谱显示肉桂醛与PLA属于物理混合;随着肉桂醛/β-环糊精包合物添加量增加,其纤维膜拉伸强度逐渐降低,但玻璃化转变温度变化不显著。纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性能,且随着包合物添加量的增加抑菌性逐渐增强,其中对金黄色葡萄球菌抑菌性最强。     

静电纺再生丝素纳米纤维:纤维直径分布与力学性能

采用静电纺丝的方法研制了再生丝素纳米纤维(ERSF)膜,纤维直径为50～1000nm.将脱胶后的桑蚕丝溶解在摩尔比为1:2:8 的60℃CaCl2/CH3CH2OH/H2O三元体系中,将该溶液冷冻干燥后溶解在98%的甲酸中得到再生丝素溶液,对其进行静电纺丝.研究了不同纺丝条件下,静电纺再生丝素纤维的直径分布.研究发现:在一定的电压和喷丝头与接收屏的距离(C-D)下,7wt%是具有良好可纺性的临界浓度.纤维的直径随着溶液浓度的增加而增大,随着C-D的增加而减小,并且在C-D较大时可以获得较均匀的纤维.电压是另一个影响纤维直径的重要因素,当电压高于某一数值时,可以纺得细而均匀的纳米级再生丝素纤维.在9wt%,12cm C-D and 15KV 的纺丝条件下,80%的纤维直径在50～150nm之间.由于所纺得的再生丝素纤维膜在水中会产生收缩,因此用甲醇和丙酮对其进行处理.力学性能是影响纤维膜实际使用的重要性能,我们测定和分析了静电纺再生丝素纤维膜处理前后的力学性能.     

水性环氧固化剂制备及其对涂膜性能的影响

将环氧树脂E-44与三乙烯四胺(TETA)形成的加成物接枝到聚天冬酰胺(PAM)大分子链上,形成聚酰胺-胺-环氧梳形接枝聚合物,以丁基缩水甘油醚部分封端,制备了非离子型水性环氧固化剂。研究了PAM接枝该加成物的比率、接枝加成物在加成物中的含量、伯胺封端量对固化剂性能的影响,并与市售水性环氧涂膜性能进行了比较。试验结果表明,多胺加成物接枝率20%、接枝含量25%、伯胺封端量25%的固化剂体系稳定性良好,与现有的市售水性固化剂性能相比,其固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性能有大幅的提高。     

基于丝素蛋白与纳米银线的柔性透明导电膜及其光电应用

丝素蛋白具有优异的生物相容性,可用于生物医学、组织工程等领域.为了探索丝素蛋白在不同交叉领域的应用,本工作首先合成了高长径比的纳米银线,将其旋涂在玻璃基底上,然后流延、浇注再生丝素蛋白溶液,经过干燥后得到具有优异的方块电阻和良好的透光率的柔性导电膜.为了探索该柔性导电膜在光电领域的应用,以纳米银线-丝素蛋白膜代替传统的ITO-玻璃基底制备了简单的有机太阳能电池.结果发现,纳米银线形成了充分接触的网格,并且被丝素蛋白牢牢地包覆,膜的结构没有因为纳米银线的引入而被破坏.纳米银线-丝素蛋白膜在550 nm处的透光率随着纳米银线溶液旋涂次数的增加由最高的97％降低至81％.膜的方块电阻随着纳米银线溶液旋涂次数的增加由最高的33.6Ω/sq降低至6.0Ω/sq.有机太阳能电池的光电转换效率为4.78％,开路电压为0.67 V,短路电流为15.22 mA/cm2.     

再生丝素蛋白膜的性能及其细胞培养特性研究

研究了温度梯度法所制再生丝素蛋白膜的溶失率、抗酶能力和动物细胞体外培养特性。以紫外分光光度法检测丝素蛋白膜在水中的溶失率;再用质量体积浓度0.25%和0.5%的胰蛋白酶液分别消化丝素蛋白膜2d,以膜的结构和质量是否发生明显变化为指标,判断膜抗胰蛋白酶的能力;最后在丝素蛋白膜上培养BHK-21细胞和Vero细胞,再用0.25%和0.5%胰蛋白酶液分别消化膜上细胞并进行传代培养,观察细胞形态和生长状况。实验结果表明,温度梯度法直接所制丝素蛋白膜48h内的溶失率低于0.2%,再经25%甲醇处理后溶失率为0,2d内膜仍保持完整结构且质量无明显变化;BHK-21细胞和Vero细胞在丝素蛋白膜上生长良好,形态正常;0.25%和0.5%的胰蛋白酶液均可在4min内将膜上两种细胞消化脱落且细胞连续传代培养5代,细胞形态正常。     

Nd掺杂硅酸钙及其复合电纺丝膜的制备及性能研究

同时具有光热效应与组织修复活性的生物材料在再生医学领域具有潜在应用前景.考虑到稀土元素Nd的荧光发光与光热双重特性,结合钙硅基(Ca-Si)生物材料优异的组织修复活性,有可能制备多功能组织损伤修复材料.本研究通过在硅酸钙中引入Nd元素,采用共沉淀方法及800℃以上煅烧,成功制备了Nd-Ca-Si基生物陶瓷粉体(Nd/C...     

温度对核壳胶乳涂膜形成及性能的影响

研究了温度对P(St-co-BA)/P(BA-co-MMA)核壳型复合胶乳的成膜及其性能的影响.通过涂膜干燥速率由线、透光率、吸水率及水蒸汽渗透系数随温度的变化,发现在40℃～90℃内适宜的温度下,可加速膜的形成、提高涂膜的性能.而当在临界温度(90℃)以上成膜或退火时,可使胶膜产生二次相分离,且在膜内产生微裂纹、针孔及空穴等缺陷,但这些针孔不是贯通的.     

钴掺杂对氧化镍薄膜电致变色性能的影响

采用恒电位法在FTO玻璃上沉积Co与Ni摩尔比为0.16:1的薄膜,用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了膜的成分、结构和形貌,用紫外-可见分光光度计表征了膜的透光性能,用循环伏安法表征了膜的电化学稳定性和可逆性,用双电位阶跃法表征了膜的开关响应时间,研究了钴掺杂对氧化镍薄膜电致变色性能的影响。结果表明,钴掺杂使NiO薄膜颗粒更加细小和均匀,提高了薄膜在可见光波段着色态与消色态之间的透光率差值,降低了电致变色反应的工作电压,有利于薄膜在电致变色过程的可逆性,缩短了着色响应时间。     

载药电纺丝素蛋白纤维毡的结晶含量对其药物释放的影响

以水溶液体系的再生丝素蛋白为原料,利用静电纺丝技术制备了载罗丹明B的丝素蛋白纤维毡。利用甲醇水溶液对其进行后处理,考察了不同处理时间下丝素蛋白的结晶含量对药物释放的影响。通过水溶性质量损失率、接触角、扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射光谱及紫外光谱对处理前后的丝素蛋白纤维毡的表面形貌和结构以及药物释放行为进行了表征。结果表明,随着甲醇水溶液处理时间的延长,电纺丝纤维的质量损失率减小,亲水性减弱,丝纤维中的Silk II结晶(由β-折叠结构组成)含量增加,药物释放速率也增加。即通过控制处理时间,可以控制丝纤维中Silk II结晶的含量,从而控制药物的释放速率。     

The Mechanical Properties of Dry, Electrospun Fibrinogen Fibers

Due to their low immunogenicity, biodegradability and native cell-binding domains, fibrinogen fibers may be good candidates for tissue engineering scaffolds, drug delivery vehicles and other medical devices. We used a combined atomic force microscope (AFM)/optical microscope technique to study the mechanical properties of individual, electrospun fibrinogen fibers in dry, ambient conditions. The AFM was used to stretch individual fibers suspended over 13.5 μm wide grooves in a transparent substrate. The optical microscope, located below the sample, was used to monitor the stretching process. Electrospun fibrinogen fibers (diameter, 30-200 nm) can stretch to 74% beyond their original length before rupturing at a stress of 2.1 GPa. They can stretch elastically up to 15% beyond their original length. Using incremental stress-strain curves the viscoelastic behavior of these fibers was determined. The total stretch modulus was 4.2 GPa while the relaxed elastic modulus was 3.7 GPa. When held at constant strain, fibrinogen fibers display stress relaxation with a fast and slow relaxation time of 1.2 s and 11 s.In comparison to native and electrospun collagen fibers, dry electrospun fibrinogen fibers are significantly more extensible and elastic. In comparison to wet electrospun fibrinogen fibers, dry fibers are about 1000 times stiffer.