IF 高达39.5！Seeram Ramakrishna院士Nature子刊综述：静电纺丝纳米纤维
电纺是一种制备纳米纤维的技术，通过在电场作用下将聚合物溶液或熔融聚合物拉伸成纤维。电纺技术在纳米材料制备和功能性材料设计方面具有广阔的应用前景。近期， 新加坡国立大学Seeram Ramakrishna院士 在期刊《Nature Reviews Methods Primers 》( IF 39.5 )上发表了题目为《Electrospinning of nanofibres》综述。总结了静电纺丝技术、材料制备、静电纺丝技术的局限性、以及其未来发展方向。
本文要点：
- 本文综述了电纺技术的原理、材料选择、工艺参数、设备和应用领域。
- 介绍了电纺技术用于制备纳米纤维薄膜、支架、生物医学材料、能源存储器件等。
- 还讨论了电纺技术的可扩展性、优化策略以及未来发展方向。
电纺材料如何适应环境、能源、医疗、纺织和农业等领域的不同应用?
- 环境应用 ：静电纺纳米纤维由于其静电力和高比表面积，可以有效地去除污染水和空气中的有害离子、颗粒物和污染物，从而用于环境修复。
- 能源应用 ：在能源领域，通过优化电导率、能量密度和稳定性，电纺丝材料可用于电池、燃料电池和太阳能电池。优化纳米结构或杂化成分的新型电纺丝材料可以提高能量存储和转换性能。
- 医疗应用： 通过调整电纺丝材料的性能以适应生物环境，确保生物相容性，可实现药物的控制释放。
- 纺织应用： 电纺纳米纤维可用于各种用途的功能性纺织品，如智能传感器、致动器、基材和模板。通过适当的工艺修改，顺序沉积层可以增强纺织品的功能和性能。
- 农业应用： 静电纺材料可以在农业中用于控制化肥、农药或生长调节剂的释放。这些材料还可用于作物保护、土壤改良和农业实践中的水资源管理。
目前静电纺丝技术的限制：
- 目前静电纺丝技术的限制包括大规模生产、一致性、以及可扩展性问题。在控制纤维特性、环境问题和成本效益方面也存在限制。了解静电纺丝过程中聚合物行为的复杂动力学，仍然是一个挑战。
对未来的展望：
- 开发具有定制性能的先进材料，优化材料成分和加工参数以提高强度和导电性，以及在材料设计中集成人工智能。
- 混合聚合物和先进复合材料等新材料有望推动下一代具有改进功能的静电纺丝材料。
- 完善理论理解，设计先进的制造技术，探索跨学科合作对于克服当前的局限和最大限度地发挥静电纺丝技术的潜力至关重要。
图1：典型静电纺丝实验装置示例。
图2：静电纺丝实验设计流程及影响因素。
图3：静电纺丝不同材料和形貌。
图4：新型静电纺丝技术的影响。
图5：静电纺丝在环境、生物医学、可穿戴等领域的应用。
图6 ：静电纺丝的前景。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s43586-023-00278-z
本文转自：北京永康乐业 https://www.biofabrication.cn