电纺聚合物纳米纤维研究进展

介绍了电纺技术制备纳米纤维的基本原理和最新进展,讨论了影响电纺聚合物纳米纤维形态和结构的主要因素,重点介绍了各种掺杂、共混和纳米纤维的修饰,以及一些特殊形态的纳米纤维的制备方法.综述了电纺纳米纤维在一些领域的应用进展.     

聚合物熔体静电纺纳米纤维技术研究进展

熔体静电纺丝技术具有不使用溶剂、生产成本低、适用的材料种类多等优点,是目前纳米纤维绿色批量制造的主要发展方向。首先介绍了熔体静电纺丝基本原理及工艺特点,概述了国内外熔体静电纺丝装置及工艺特点,然后介绍了笔者团队近年来在熔体微分静电纺丝工艺、工艺、材料、装置设备及推进产业化生产中的研究成果,最后提出了几点对熔体静电纺丝技术研究重点的见解,以期增进对熔体静电纺丝技术工艺、装置及理论的新认识。     

电纺纳米纤维应用于锂硫电池的研究进展

随着科技的发展,人们对储能设备提出了更高的要求,传统的锂离子电池已经接近其容量峰值,难以满足当今社会对其能量密度的要求。锂硫电池具有超高的理论能量密度(2600 Wh·kg-1),有望取代锂离子电池成为下一代高能量密度储能设备。然而,锂硫电池中存在的关键问题,如中间产物多硫化锂的穿梭效应、含硫物种缓慢的反应动力学和硫正极在充放电过程中较大的体积变化等,严重制约了锂硫电池的发展。电纺纳米纤维因其独特的纳米结构,展现出了一些独有的性能,有望在高硫负载量和低电解液等极端条件下解决这些问题。着重评述了电纺纳米纤维在锂硫电池正极、隔膜和夹层这3个方面的材料设计结构以及研究进展,分析了材料性能、结构对锂硫电池性能的影响,指出了电纺纳米纤维面向锂硫电池各部分的研究进展和发展方向。     

电纺丝法制聚合物纳米纤维

主要介绍电纺丝法制聚合物纳米纤维的研究 ,以及所使用电喷雾沉积法 (ESD)装置和工艺及纳米纤维的应用。     

静电纺纳米纤维膜处理重金属离子污水研究进展

静电纺纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、易于分离、可重复利用性能好等优点,可有效克服传统重金属污水处理方法的缺点。主要从功能纳米纤维膜、表面改性纳米纤维膜和复合纳米纤维膜三个方面对静电纺纳米纤维膜在重金属污水处理领域的应用加以归纳总结,对不同纳米纤维膜的制备工艺、改性方法、吸附特点及性能等方面进行了对比分析。     

静电纺纳米纤维超滤膜的表面处理技术研究进展

基于静电纺丝技术制备的超滤膜具有高通量、高截留率的特点,但在过滤过程中容易受到污染,导致通量降低。通常采用表面处理的方法提高静电纺纳米纤维超滤膜的抗污染能力,介绍了几种常见的表面处理方法,包括涂覆法、界面聚合法和溶液处理法,归纳了3种方法的具体步骤及其改性效果。     

电纺纳米纤维的表面形态研究

使用静电纺丝的方法电纺不同材料,得到不同的纳米纤维,通过SEM电镜观察纳米纤维的表面形态,分析造成纳米纤维表面形态不同的原因,给出造成纳米纤维表面形态可能影响因素,为纳米纤维表面形态形成的研究提供了一些新思路。     

静电纺取向纳米纤维束及纳米纤维纱线的研究进展

到目前为止,大多数静电纺纳米纤维是以无纺布的形式收集到的,由于其杂乱无章的结构以及较低的力学性能严重束缚了纳米纤维的应用。为了拓展纳米纤维的应用领域,很多学者开始研究取向纳米纤维束以及纳米纤维纱线的制备方法。本文介绍了取向纳米纤维束以及纳米纤维纱线的研究进展,特别阐述了各种加工方法的优缺点,并且对纳米纤维纱线的发展前景进行了展望。     

TPEE电纺纳米纤维无纺布的制备研究

采用本实验室自行组装的静电纺丝装置制备了热塑性聚酯弹性体(Thermoplastice Ester Elastomer,简称TPEE)的纳米纤维无纺布,固定固化距离,通过控制纺丝电压、溶液浓度及溶液压力,进行了该体系纺丝状态的探索,然后采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对该无纺布的微观形貌及结晶行为进行了表征.同时采用SANS拉伸仪于室温下对TPEE进行了单轴拉伸试验,采用TG-DTA热分析仪对其耐热性能进行了表征测试.     

静电纺纳米纤维支架结构的研究进展

静电纺丝作为一种纳米纤维支架的仿生构建方法 ,已在软骨组织工程领域中得到越来越多的应用和关注。但是,由于静电纺纳米纤维支架的孔径过小以及无法精确控制支架的形状影响其向临床应用转化。近年来涌现出许多控制纳米纤维支架结构的方法。本文对控制纳米纤维支架结构的方法进行了综述,并对纳米纤维支架在软骨组织工程中应用的主要挑战和前景,提出了看法。     

电纺制备基于棉纤维素的多组分聚合物纤维

通过在棉纤维素溶液中加入聚偏氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)改善纤维素纺丝液的可纺性,针对纤维素电纺难的问题提供一种解决方法。在使用PVA与PVDF促进纤维素纺丝液可纺性持续提升的过程中,成功得到了形貌良好、表面光滑的超细纤维。随着PVA的引入,多组分超细纤维膜的亲水性也得到了明显提高,电纺膜的接触角从139.3°降低至93.9°。     

电纺丝技术制备金纳米粒子/聚合物复合纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术是通过高压静电来制备连续的聚合物纳米纤维的重要方法.近年来,在电纺丝研究领域中,人们关注的焦点是利用此技术制备无机/有机纳米复合材料.金纳米粒子/高分子复合物由于具有独特的光、电性能引起了材料工作者的关注,综述了运用电纺丝技术制备金纳米粒子/高分子复合物的研究进展.     

电纺功能复合超细纤维的研究进展

电纺可以制备直径为50～500nm的超细纤维,目前人们已经将近百种聚合物成功地进行电纺.近年来,以聚合物为赋形剂,利用电纺法制备金属氧化物、碳纳米管等无机纳米纤维已成为国内外的研究热点,并在纳米复合材料、光电器件等领域具有广阔的应用前景.综述了近期电纺功能复合超细纤维的研究进展.     

共轭电纺法制备聚乳酸纳米纤维能源纱线及其应用

随着柔性电子产品的快速发展,人们对可穿戴能源技术的需求也愈加迫切。摩擦电纳米发电机(Triboelectric nanogenerator, TENG)和纺织材料结合的织物电子器件,在生物运动能量收集和多功能自供电传感器中展示出广阔的应用前景。在这里,我们通过共轭电纺丝法制备了柔性聚乳酸(Polylactic acid, PLA)纳米纤维能源纱线,讨论了纺纱参数(涡流场、静电场、速度场)对纱线形成和电学性能的影响。实验结果表明,能源纱线具有2 400 MPa的断裂强度和135°的疏水接触角,能保护芯电极稳定工作。结合能源纱线的自发电模式设计了触觉传感映射矩阵,,实现了实时触觉映射。此外,将能源纱线编织成的柔性发电织物,在人体1 Hz的低频运动下(外部负载100 MΩ时),发电织物的最大峰值功率密度为100 mW/m~2,能驱动LED灯珠和液晶显示屏。这种基于共轭纺丝的纱线制备方式为下一代电子织物的设计提供了新思路。     

静电纺中空结构碳纳米纤维制备与应用研究进展

中空结构碳纳米纤维(HCNFs)是多孔碳纳米纤维材料中的一种,展现出较高的比表面积、发达的孔隙结构以及更多的活性位点,在能源存储器件、过滤和吸附材料、催化剂载体等新兴领域应用广泛。本文综述了HCNFs研究开发的新进展,介绍了HCNFs单轴静电纺丝法和同轴静电纺丝法两种制备方法。主要介绍了HCNFs的复合与掺杂,改变或提高HCNFs的性能,进而扩展HCNFs应用领域。重点介绍了HCNFs在锂二次电池领域、催化领域、超级电容器领域以及吸附领域的应用现状,并对未来HCNFs的发展方向进行了展望,以期为HCNFs的研发提供参考。     

静电纺定向纳米纤维及其组织工程支架应用研究进展

静电纺纳米纤维以其具有模拟细胞外基质(ECM)的结构与功能,已在组织工程支架材料领域受到广泛研究。传统随机排列纳米纤维支架显示出较低的机械强力,缺少足够的生物地形指引,而定向纳米纤维的应用优势凸显。为了扩展定向纳米纤维在组织工程支架的应用,系统综述了近年来不同制备方法在构建血管、肌肉、骨和神经组织工程支架的应用进展。结果表明,三维(3D)定向纳米纤维支架具有明显的使用优势,可以结合多种电纺技术和后加工处理,以及结合其他制备组织工程支架的方法进行制备。     

静电纺纳米复合纤维在气体传感器中的应用研究进展

静电纺丝是目前最快速直接制备纳米纤维的方法之一,静电纺纳米纤维因其具有大比表面积、高孔隙率及三维立体结构等优点,在多个领域都具有潜在应用价值,尤其是气体传感器领域。综述了静电纺纳米纤维在气体传感器中的应用现状,并指出了其今后的研究方向。     

电纺纤维在锌-空气电池中的应用研究进展

日益严重的环境污染与能源危机成为人类社会可持续发展进程中的最大阻碍。锌-空气电池作为一类很有发展潜力的电化学储能装置,因其高能量密度和环境友好等特点在能源领域引发了广泛关注,然而空气电极中的氧还原反应和析氧反应动力学缓慢,严重限制了它的商业化应用,因此当前迫切需要开发高效廉价的非贵金属双功能催化剂。静电纺丝制备的一维纳米纤维具有高孔隙率和大比表面积等优点,缩短了离子扩散距离并提供了更多的反应活性位点,有效改善了活性物质的嵌入/脱出反应动力学,在储能器件领域尤其是锌-空气电池中有广阔的应用前景。首先简要介绍了静电纺丝技术,然后探讨了电纺纤维及其自支撑结构的氧还原/析氧反应的催化反应活性,并通过经典的文献案例讨论了电纺纤维在液态和柔性固态锌-空气电池中的应用研究最新进展,最后,对基于电纺纤维催化剂的锌-空气电池应用面临的挑战和未来的发展方向进行了展望。     

电纺纳米纤维构建组织工程支架研究新进展

电纺是制备纳米纤维的有效方法.纤维直径通常介于数十纳米至数微米之间,与细胞外基质中胶原等纤维支架的尺寸相近.采用天然高分子或合成高分子电纺纤维构建组织工程支架,可以仿生细胞外基质的结构乃至生物学功能,利于细胞的黏附、分化和增殖,引导组织的再生与修复,成为组织工程支架的研究热点.大量研究报道显示,电纺纳米纤维支架可以提供理想的细胞黏附、增殖和分化微环境.简要介绍了静电纺丝技术以及电纺纳米纤维的特点,重点总结了近几年来电纺纳米纤维在构建皮肤、血管、神经、骨与软骨等组织工程支架的研究进展,并展望了纳米纤维支架的应用前景.     

耐热水PVA电纺纳米纤维的制备研究

由聚乙烯醇(PVA)的醋酸水溶液通过静电纺丝制得了完全水解的PVA纳米纤维。对纺丝得到的纳米纤维进行热处理后PVA纳米纤维显示出耐热水性能,并且纳米纤维非织造布的拉伸机械性能得到了大幅提高。同时纤维表面仍有亲水性,Fe_3O_4磁铁粒子通过水热合成均匀的沉积到PVA纳米纤维的表面上,制备出带有磁性的非织造布。