新概念 | 便攜式紡絲設備可實現點對點紡絲控制

發布日期：2017-07-18 作者：紡織(zhi)導報點擊：

紡(fang)(fang)制(zhi)納米(mi)纖維(wei)的方(fang)法有很多(duo)，利(li)用離心(xin)力(li)(li)、毛細管(guan)力(li)(li)、電場力(li)(li)、拉伸力(li)(li)、吹(chui)塑、熔融和蒸發等(deng)方(fang)法，這些制(zhi)作方(fang)法各有利(li)弊，而且都需要繁重的設備和一定的室內條件。近日，哈佛大學(xue)研(yan)究人員(yuan)開發出了一種輕(qing)巧(qiao)便攜的納米(mi)纖維(wei)紡(fang)(fang)絲裝置，并將(jiang)這項(xiang)研(yan)究在(zai)《大分子材料(liao)與工程(cheng)》上發表。

這種(zhong)便攜(xie)式納米(mi)紡(fang)(fang)絲設備生產效率高，而且可以(yi)精確控(kong)制(zhi)取向(xiang)(xiang)(xiang)，紡(fang)(fang)制(zhi)的納米(mi)纖維(wei)可用于戰場上的傷口包(bao)袱、定(ding)制(zhi)面料的紡(fang)(fang)制(zhi)等。研究者(zhe)們通過(guo)調整纖維(wei)取向(xiang)(xiang)(xiang)和沉積方式，建造納米(mi)纖維(wei)支架，這種(zhong)支架可以(yi)模(mo)擬(ni)身體里高度定(ding)向(xiang)(xiang)(xiang)的組織，還(huan)可以(yi)設計出適合各種(zhong)形狀(zhuang)的特殊服裝。

在(zai)(zai)哈(ha)佛大學實驗(yan)之前(qian)，已經有旋轉(zhuan)噴射(she)(she)紡(fang)絲技術和浸(jin)沒式旋轉(zhuan)噴射(she)(she)紡(fang)絲技術可以(yi)將聚(ju)合(he)物和蛋白(bai)質溶(rong)解(jie)，再利用(yong)離心力或(huo)(huo)沉淀方(fang)法將聚(ju)合(he)物射(she)(she)流拉伸、固化成納米纖(xian)維，這些(xie)方(fang)法更利于(yu)批量生(sheng)產DNA、尼龍(long)、聚(ju)對苯二甲(jia)酰(xian)對苯二胺，但(dan)是這些(xie)制(zhi)備(bei)手段還沒有實現便(bian)攜。最新的制(zhi)造方(fang)法，拉伸紡(fang)絲，用(yong)浸(jin)在(zai)(zai)聚(ju)合(he)物或(huo)(huo)蛋白(bai)質容(rong)器中的高速旋轉(zhuan)鬃，拉出一小滴溶(rong)液進入噴射(she)(she)器，纖(xian)維以(yi)螺旋軌道運動，并且在(zai)(zai)從(cong)鬃毛分離之前(qian)凝固，進入收集器。

與其他紡絲設(she)備(bei)需要設(she)置很多參數(shu)(shu)(shu)不同，這種拉(la)伸紡絲方法只需設(she)置一(yi)個(ge)過程參數(shu)(shu)(shu)——設(she)置控制纖維直徑的(de)溶(rong)液(ye)黏度，工(gong)藝(yi)參數(shu)(shu)(shu)的(de)簡單可大(da)大(da)簡化工(gong)作臺的(de)使用步驟從而(er)提高設(she)備(bei)的(de)適應性。

研究人員展(zhan)示了使用聚(ju)己(ji)內酯(zhi)和(he)明(ming)膠纖維來控制(zhi)肌肉組織生(sheng)長(chang)和(he)作用于(yu)(yu)生(sheng)物支架(jia)的(de)概念驗證應用，以及用于(yu)(yu)服(fu)裝的(de)尼龍和(he)聚(ju)氨酯(zhi)纖維的(de)紡制(zhi)。

“這個簡單的(de)概念驗證研究(jiu)證明了(le)該系統可點對點紡絲的(de)實(shi)用性，” 哈佛(fo)大學生物(wu)工(gong)程與應用物(wu)理學教授(shou) 和(he)疾病生物(wu)物(wu)理學組長(chang)主任(ren)Kit Parker說，“可定制(zhi)生產的(de)納米纖(xian)維未來(lai)可以擴(kuo)展到(dao)加工(gong)噴霧(wu)運(yun)動(dong)服(fu)用于逐(zhu)漸加熱(re)或冷卻(que)運(yun)動(dong)員身(shen)體，或紡制(zhi)無(wu)菌繃(beng)帶直接附著于傷口(kou)和(he)可局部(bu)變化(hua)機(ji)械性能的(de)織物(wu)。 ”

研究人員表(biao)明(ming)，穿著(zhu)的服裝可(ke)以使用(yong)(yong)拉(la)伸紡(fang)絲設備制作。該(gai)(gai)團隊(dui)將纖維網絡直接應(ying)(ying)用(yong)(yong)于芭(ba)比娃娃的膝關節。目前這一應(ying)(ying)用(yong)(yong)仍處于概念(nian)性階段，這只是該(gai)(gai)團隊(dui)對于便(bian)攜式紡(fang)絲應(ying)(ying)用(yong)(yong)的一點創想(xiang)。