近日,,國家納米科學中心蔣興宇小組在制備高分子納米纖維陣列方面取得新進展,,相關研究結果發(fā)表在最新出版的《先進材料》(Advanced Materials 2007, 19, 3702-3706. http://dx.doi.org/10.1002/adma.200700171)雜志上。
一維納米材料,,如納米線,、納米帶、納米棒,、納米管和納米纖維等,,因為其獨特的性能和廣泛的潛在應用前景而備受關注。在眾多納米材料的制備方法當中,,靜電紡絲法可以大規(guī)模制備微納米纖維,,該方法具有實驗裝置簡單、生產成本低,、制備材料廣泛,、納米結構多樣化等優(yōu)點,通過各種改進方法可以得到納米線,、納米管、多孔納米管以及多組分納米線等結構,。靜電紡絲法制備的納米纖維通常為無序結構,,而在很多領域的應用要求納米結構規(guī)則有序,因此大規(guī)模制備納米纖維規(guī)則結構備受關注,。目前,,通過靜電紡絲法制備納米纖維陣列的方法主要有控制電場和改進接受裝置。電場控制容易受外界干擾,,排列紡絲面積太?。桓淖兘邮苎b置是復雜的機械過程,,而且得到的紡絲有序性低,。
蔣興宇研究員和他的博士生仰大勇以及同事采用一種不同于以往排列紡絲的方法?磁場控制電紡絲(簡稱“磁電紡”)來制備規(guī)則排列電紡絲,。該裝置在傳統(tǒng)的靜電紡絲裝置中加入了兩塊平行排列的永磁鐵,。在用于電紡的高分子溶液中加入磁性納米顆粒,將溶液磁化,;磁化的高分子溶液在高電壓的作用下形成納米纖維,;這種纖維中含有磁性粒子,在磁場的作用下順著磁力線的方向排列,因此形成了平行排列的納米纖維陣列,。材料制備完成后,,電紡絲懸搭在兩塊磁鐵之間,因此可以用任意基底接收紡絲,,而且還可以通過改變基底承接的方向調控紡絲的方向,。通過用同一基底多次承接還可以得到各種可控的納米結構,如矩形,、平行四邊形等,。
平行排列的電紡絲以及以此作為基礎材料制備的納米有序結構可以作為軟刻蝕技術中的模版,期望能夠在簡單結構制備方面代替只能在超凈間才能完成的費用昂貴的光刻模版,。有序的靜電紡絲還可以作為細胞培養(yǎng)的基底,,誘導神經(jīng)元細胞、肌肉細胞,、血管內皮細胞,、干細胞等的定向生長分化,為組織工程提供支架材料,。
該研究得到了國家自然科學基金委員會,、科技部和中科院的資助。