静电纺丝的介绍及制备纳米纤维的影响因素-UDP糖丨MOF丨金属有机框架丨聚集诱导发光丨荧光标记推荐西安齐岳生物

静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，**固化成纤维。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”），并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

静电纺丝的原理

静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法，与传统方法截然不同。**将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，**落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。在静电纺丝过程中，液滴通常具有一定的静电压并处于一个电场当中，因此，当射流从毛细管末端向接收装置运动时，都会出现加速现象，从而导致了射流在电场中的拉伸。

静电纺丝法制备纳米纤维的影响因素

　　静电纺丝法制备纳米纤维的影响因素很多，这些因素可分为溶液性质，如粘度、弹性、电导率和表面张力；控制变量，如毛细管中的静电压、毛细管口的电势和毛细管口与收集器之问的距离；环境参数，如溶液温度、纺丝环境中的空气湿度和温度、气流速度等。其中主要影响因素包括：

　　1.聚合物溶液浓度

　　聚合物溶液浓度越高，粘度越大，表面张力越大，而离开喷嘴后液滴分裂能力随表面张力增大而减弱。通常在其它条件恒定时，随着浓度增加，纤维直径增大。

　2.电场强度

　　随电场强度增大，高分子静电纺丝液的射流有更大的表面电荷密度，因而有更大的静电斥力。同时，更高的电场强度使射流获得更大的加速度。这两个因素均能引起射流及形成的纤维有更大的拉伸应力，导致有更高的拉伸应变速率，有利于制得更细的纤维。

3.毛细管口与收集器之间的距离

　　聚合物液滴经毛细管口喷出后，在空气中伴随着溶剂挥发，聚合物浓缩固化成纤维，最后被接收器接收。随两者间距离增大，直径变小。

　4.静电纺丝流体的流动速率

　　当喷丝头孔径固定时，射流平均速度显然与纤维直径成正比。

　5.收集器的状态不同，制成的纳米纤维的状态也不同

当使用固定收集器时，纳米纤维呈现随机不规则情形；当使用旋转盘收集器时，纳米纤维呈现平行规则排列。因此，不同设备条件所生成的纤维网膜不同。

结语

静电纺丝作为一种简便**的生产高分子纳米纤维的新型加工技术，用于制备低模量、高柔顺性、高强度的可降解高分子纤维材料是一个重要的科学课题。这类材料研究成功后可用于制作高柔韧性单丝手术缝线，也可用于制备组织工程支架等，这将**推动医学和生物学的发展与进步。因此未来加强需要以下研究方向的研究：利用静电纺原理，通过改进装置、控制参数，得到连续、尺寸均一、缺陷可控及排列规则的高分子纳米纤维；在了解静电纺过程和静电纺高分子纳米纤维性能的基础上，开发出具有降解速度可控、力学性能和生物相容性良好的高分子纳米纤维，实现纳米纤维的实用化；制成强度在体内能保持较长时间，并在伤口愈合后短时间内可吸收的缝线材料，也是一个重要的研究方向。

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