同軸納米電纜的靜電紡絲技術(shù)制備與表征

采用同軸靜電紡絲技術(shù),以氧化釔、氧化銪、正硅酸乙酯(c8h20o4si)、無(wú)水乙醇、pvp和dmf為原料,成功制備出大量的y2o3:eu3+@sio2豆角狀納米電纜.用tg-dta,xrd,sem,tem和熒光光譜等分析技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了系統(tǒng)地表征.結(jié)果表明,得到的產(chǎn)物為y2o3:eu3+@sio2豆角狀納米電纜,以無(wú)定型sio2為殼層,晶態(tài)y2o3:eu3+球?yàn)樾?電纜直徑約為200nm,內(nèi)部球平均直徑約150nm,殼層厚度約為25nm,電纜長(zhǎng)度>300μm.納米電纜內(nèi)部為球狀結(jié)構(gòu),沿著纖維長(zhǎng)度方向有序排列,形貌均一.y2o3:eu3+@sio2豆角狀納米電纜在246nm紫外光激發(fā)下,發(fā)射出eu3+離子特征的波長(zhǎng)為614nm的明亮紅光.對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行了初步討論.

本文采用靜電紡絲方法,制備出al_2o_3陶瓷納米纖維。做為結(jié)構(gòu)陶瓷,al_2o_3陶瓷納米纖維具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

茂金屬催化劑聚合得到的線性低密度聚(mlldpe)纖維是近年來(lái)發(fā)展非常迅速的一種塑料品種,正在逐漸地取代傳統(tǒng)聚乙烯產(chǎn)品。本文研究了熔體靜電紡絲法制備線性低密度聚乙烯纖維,通過(guò)添加劑改性,首次成功制備了直徑為10～80μm的mlldpe纖維。對(duì)不同紡絲參數(shù),包括紡絲電壓、接收距離、紡絲溫度及添加劑用量對(duì)mlldpe纖維直徑與形貌的影響進(jìn)行了研究,得到熔體靜電紡mll-dpe的最佳條件為紡絲電壓25kv、接收距離2cm、紡絲溫度160℃、聚乙烯蠟添加量30%。對(duì)mll-dpe纖維的結(jié)晶性能與紡絲溫度及聚乙烯添加量之間的關(guān)系也進(jìn)行了探討。

通過(guò)靜電紡絲法制備了具有納米纖維結(jié)構(gòu)的含硅聚電解質(zhì)/聚苯胺/peo復(fù)合濕敏元件。研究發(fā)現(xiàn):元件具有快的響應(yīng)速度(吸濕7s,脫濕19s)。在22-95%rh的濕度范圍內(nèi),電阻變化3個(gè)數(shù)量級(jí),具有較高的靈敏度,較好的響應(yīng)線性度(r2=0.966)和小的濕滯(2%rh)。通過(guò)聚二烯丙基二甲基氯化銨預(yù)先對(duì)電極表面進(jìn)行修飾,可以有效改善納米纖維膜與電極基體的接觸,降低電阻。

通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備了聚苯乙烯/石墨烯復(fù)合納米纖維膜,利用掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、粉末x-射線衍射和激光拉曼光譜等技術(shù)對(duì)所制備的纖維膜結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行表征,并通過(guò)電化學(xué)法考察該復(fù)合納米纖維膜的電活性。結(jié)果表明,石墨烯已摻雜到聚苯乙烯纖維中。與聚苯乙烯纖維膜相比,聚苯乙烯/石墨烯復(fù)合納米纖維膜導(dǎo)電性能增強(qiáng),表明本實(shí)驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚苯乙烯纖維的改性。

利用靜電紡絲技術(shù)構(gòu)建了新型三維納米通道系統(tǒng)。在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚苯乙烯(ps:mw=1.3×105)溶液中加入一定量十二烷基磺酸鈉(sds),于不同電壓下進(jìn)行靜電紡絲。所得纖維在90℃加熱粘連后,形成三維聚苯乙烯納米網(wǎng)絡(luò)模板,然后于聚二甲基硅氧烷(pdms)預(yù)聚體(含10%交聯(lián)劑)灌注進(jìn)入上述模板并交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)復(fù)合材料,再用二硫化碳超聲除去聚苯乙烯纖維。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡對(duì)纖維模板形貌和納米通道進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的ps溶液加入0.5%sds,在20kv電壓下進(jìn)行靜電紡絲,得到直徑為150nm的纖維。sds的加入對(duì)紡絲纖維具有平滑作用,使得粘連的纖維模板更易去除,形成的三維納米通道直徑約160nm,與纖維模板直徑一致。該類型納米通道可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)藥物載體、納流控芯片等眾多領(lǐng)域。

靜電紡絲納米纖維技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用研究,其在骨組織工程應(yīng)用中仍未解決的問(wèn)題是同時(shí)滿足材料的生物相容性、可降解性、生物活性和力學(xué)性能。骨組織工程主要構(gòu)成要素是支架、細(xì)胞和生長(zhǎng)因子。靜電紡絲復(fù)合納米纖維支架材料具有納米級(jí)別的天然骨分級(jí)結(jié)構(gòu)和天然骨的多孔結(jié)構(gòu),改進(jìn)復(fù)合支架材料可促進(jìn)細(xì)胞的浸潤(rùn)生長(zhǎng)、干細(xì)胞分化和組織形成。本文重點(diǎn)探討通過(guò)靜電紡絲技術(shù)改進(jìn)復(fù)合支架的性能,及其在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究方面的最新進(jìn)展。

利用一種簡(jiǎn)單的有機(jī)物乙二醇作為還原劑和碳源,采用簡(jiǎn)單溫和的水熱方法制備出ag/c同軸納米電纜.用sem、tem、xrd、uv-vis和ft-ir對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征,探索了制備ag/c同軸納米電纜的最佳條件是溫度為180℃、ch2so4=2mol·l-1,并且提出了可能的反應(yīng)機(jī)制.

從低維納米復(fù)合材料的制備技術(shù)和制備工藝入手,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了雙極性雙噴頭靜電紡絲裝置,解決了單極性噴頭同性相斥不能獲得交織的異質(zhì)材料的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了帶有不同極性的兩種金屬氧化物紡絲前驅(qū)液的交織復(fù)合,成功制備了金屬氧化物sno2/in2o3復(fù)合納米纖維。通過(guò)對(duì)sno2/in2o3復(fù)合納米纖維的sem表征發(fā)現(xiàn),復(fù)合纖維中同時(shí)存在正四方相晶系的sno2和立方晶系結(jié)構(gòu)的in2o3。利用雙極性雙噴頭靜電紡絲裝置制備復(fù)合納米纖維對(duì)復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

本文報(bào)道了一種新型的au/sno2金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)同軸納米電纜結(jié)構(gòu)。通過(guò)透射電鏡表征,發(fā)現(xiàn)其軸心為沿特定方向生長(zhǎng)的單晶au納米線,而殼層則為沿[100]方向生長(zhǎng)的單晶sno2,整體看來(lái)就如同一根單晶au納米線外套了一根單晶sno2納米管。管的兩端是封閉的,而au軸則幾乎貫穿整個(gè)管,只在端部與sno2之間有一定間隙。本文討論了納米電纜可能的生長(zhǎng)機(jī)制,而空隙應(yīng)該是由于兩者的熱膨脹系數(shù)不同所致。

theconcentriccableofcobaltnanowires(nanotubes)encapsulatedincarbonnanotubeshasbeenpreparedbyusing“secondordertemplate”method,combinedwithelectrodeposition.theproductswerecharacterizedbysem,tem,xrdandraman,respectively.thec/cocompositenanowires(nanotubes)wereabout60μminlength,andthethicknesscanbeadjustedbychangingthereactionconditions.thismethodcouldbeextendedtoconstructanarrayofmultilayernanotubes,composedofvariousmetals,encapsulatedincarbonnanotubes.

為研制組織工程小口徑血管,以良好生物相容性的絲素蛋白、明膠為原料,通過(guò)靜電紡絲法,以高速旋轉(zhuǎn)的滾軸為收集裝置,構(gòu)建了絲素-明膠管狀支架(直徑為4.5mm)。測(cè)定其形貌結(jié)構(gòu)、孔隙率和溶失率,并在該支架上進(jìn)行人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(huvecs)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:在絲素-明膠質(zhì)量比例為70∶30、紡絲液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%、滾軸轉(zhuǎn)速為1000r/min的條件下靜電紡絲,可獲得纖維直徑較細(xì)、纖維分布較均勻、具有較高孔隙率的絲素-明膠管狀支架;隨著紡絲液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,絲素-明膠管狀支架的溶失率降低,乙醇處理后管狀支架溶失率大大降低;mtt顯示細(xì)胞可以在支架上生長(zhǎng)、增殖。

采用高壓靜電紡絲技術(shù),以異丙醇/水為混合溶劑,制備了聚乙烯-乙烯醇(evoh)/二氧化鈦(tio2)無(wú)紡布;通過(guò)掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱儀及熱失重儀對(duì)其微觀形貌、熱性能進(jìn)行了研究分析;結(jié)果表明:經(jīng)tio2摻雜改性后,無(wú)紡布的纖維直徑減小,孔徑降低,無(wú)紡布的結(jié)晶度降低,熔點(diǎn)變化不大,耐熱性下降。

采用制備聚合物納米纖維的一種簡(jiǎn)易的重要基本方法,即靜電紡絲技術(shù),以實(shí)驗(yàn)室合成的聚酰胺酸(paa)溶液為紡絲溶液,采用自制靜電紡絲機(jī)進(jìn)行電紡得到paa纖維無(wú)紡布膜。采用傅立葉變換紅外光譜分析技術(shù)對(duì)無(wú)紡布膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析;由paa及聚酰亞胺(pi)無(wú)紡布膜的譜圖吸收峰對(duì)比分析得知,纖維熱酰亞胺化的程度是比較完全的;但由相應(yīng)吸收峰對(duì)比分析得知,熱酰亞胺化的程度并沒(méi)有達(dá)到100%。

為了研究殼聚糖/聚氧乙烯復(fù)合紡絲液性能對(duì)靜電紡絲的影響,利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的殼聚糖(cs)與聚氧乙烯(peo)以不同的質(zhì)量比溶解在濃度為50%的冰乙酸水溶液中制備了cs/peo復(fù)合紡絲液,采用靜電紡絲技術(shù)制備了cs/peo復(fù)合納米纖維。用掃描電子顯微鏡(sem)對(duì)制備出的cs/peo復(fù)合納米纖維進(jìn)行表征,并測(cè)試了cs/peo復(fù)合紡絲液的溶液性能。從復(fù)合紡絲液性能對(duì)靜電紡纖維成型的影響機(jī)理角度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,在其他靜電紡絲參數(shù)一定時(shí),紡絲液黏度影響射流的穩(wěn)定性,從而影響纖維的形貌和直徑。只要紡絲液電導(dǎo)率在合適的范圍內(nèi),對(duì)靜電紡的影響不大。從泰勒的臨界公式中得出了紡絲液臨界電壓與紡絲液表面張力最佳值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,并與本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合。

報(bào)道了在多壁碳納米管(mwnts)表面修飾聚丙烯酸(分子量為500~1000)作為親水層,改善納米管在水溶液中的溶解性,減少碳管自身團(tuán)聚,順利實(shí)現(xiàn)碳納米管表面化學(xué)鍍銅。同時(shí)也考察了溫度、時(shí)間、攪拌速度等因素對(duì)鍍層的影響,確定中性條件在碳納米管表面鍍銅的最佳條件。

以鈦酸丁酯和無(wú)水乙醇為原料,加硝酸銀引入銀離子,采用溶膠凝膠法和浸漬提拉法在玻璃表面施涂膜層,控制提拉速度6cm/min,經(jīng)500℃熱處理,制得均勻透明的多孔納米tio2玻璃.通過(guò)對(duì)樣品xrd、sem等分析的研究,二氧化鈦薄膜主要呈銳鈦礦相,而且其納米顆粒大小在50-100nm范圍.以大腸桿菌為菌種,對(duì)樣品進(jìn)行抗菌測(cè)試結(jié)果表明:銀的抗菌機(jī)理為銀離子接觸抗菌,添加少量銀離子,薄膜即有良好的抗菌能力.透光率分析表明納米tio2玻璃的透光性較好,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)相對(duì)于普通玻璃的透光率在65%以上.

以樟腦磺酸(csa)為摻雜劑、過(guò)硫酸銨為氧化劑,在水溶液體系中通過(guò)苯胺原位聚合制得直徑為300～600nm的聚苯胺納米矩形管,其導(dǎo)電率為0.1～1s/cm。通過(guò)掃描電鏡(sem)和透射電鏡(tem)對(duì)產(chǎn)物的形貌進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)n(csa)/n(ani)將影響產(chǎn)物的形貌。利用傅立葉紅外光譜(ft-ir)和紫外-可見(jiàn)光譜(uv-vis)對(duì)聚苯胺分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物是質(zhì)子化摻雜的聚苯胺。通過(guò)x射線衍射(xrd)分析發(fā)現(xiàn),聚苯胺納米矩形管比纖維結(jié)構(gòu)具有更好的分子鏈排列規(guī)整性。

采用簡(jiǎn)單的溶液浸潤(rùn)多孔氧化鋁模板的方法制備了pa66的納米管,再以這種含有pa66納米管的模板作為“二次模板”,通過(guò)電化學(xué)沉積技術(shù),在聚合物納米管內(nèi)部沉積金屬鉑納米線,制得了pa66/鉑同軸納米電纜。用sem和tem等測(cè)試手段對(duì)所制備的聚合物納米管和同軸納米電纜進(jìn)行了表征。

采用溶膠-凝膠結(jié)合氫氣還原方法制備了ni納米顆粒,并用這種ni納米顆粒作為催化劑,通過(guò)催化裂解乙炔的方法在425℃制備了螺旋度較高且呈對(duì)稱生長(zhǎng)的螺旋碳納米管。結(jié)果表明,本方法簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好,可大量制備高純度螺旋碳納米管。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(fe-sem)及高分辨透射電鏡(hr-tem)圖片表明,通常情況下兩根旋向相反的螺旋碳納米管生長(zhǎng)在一個(gè)催化劑顆粒上,且這種納米螺旋呈空心管狀。x射線衍射及拉曼光譜分析表明,所得樣品成分為有缺陷的石墨結(jié)構(gòu)和鎳多晶,未發(fā)現(xiàn)其他雜相。此外,對(duì)樣品的磁性及微波吸收性能進(jìn)行了研究。

采用硝酸鈣-絲素蛋白溶液與磷酸鈉反應(yīng)仿生合成納米羥基磷灰石/絲素蛋白(n-ha/sf)復(fù)合材料,并以nahco3和nacl為致孔劑制備了多孔復(fù)合支架材料,采用tem、ir、sem和edx對(duì)其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,復(fù)合材料中ha的粒徑在20~50nm之間,是一種co32-部分替代型弱結(jié)晶類骨針晶,在形貌和尺寸等方面類似于人體骨磷灰石晶體;ha和sf兩相間存在強(qiáng)烈的鍵合作用,復(fù)合支架材料呈高度多孔結(jié)構(gòu),孔壁上富含微孔,孔隙間貫通性高。edx分析結(jié)果表明,ha在有機(jī)基體中分布均勻,鈣磷元素比為1.66,當(dāng)復(fù)合材料和致孔劑的比例為1∶0.5時(shí),其抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.23mpa。

作者通過(guò)溶膠凝膠填充方法、利用膠體晶體為模板,制備納米銀摻雜的氧化硅反蛋白石結(jié)構(gòu).其中膠體晶體模板通過(guò)單分散的膠體微球以垂直沉積法自組裝而成.由膠體晶體模板制得的反蛋白石結(jié)構(gòu)擁有與膠體晶體反結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)程有序,并反射不同的色彩,其反射光譜隨角度變化并滿足布拉格關(guān)系.