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梳理:同轴静电纺丝的重要研究进展

生物医学    2021-09-18 16:00

1. Mater. Lett.:尺寸可控的Ag@PI杂化纳米管的简便制备及其光催化性能

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北京化工大学齐胜利教首次报告了通过同轴静电纺丝和直接离子交换-还原技术,基于银离子诱导的交联效应,成功制备了尺寸可控的银@聚酰亚胺(Ag@PI)杂化纳米管(NTs)。

通过简单地改变同轴静电纺丝参数和静电纺丝溶液的浓度,可以分别在300-900nm和50-200nm范围内对Ag@PI杂化NTs的直径和壁厚进行微调。

这种杂化材料具有独特的导电/介电层纳米管结构,融合了纳米级银和PI材料的优点。通过亚甲基蓝(MB)溶液的脱色对Ag@PI杂化NTs的光催化性能进行了表征。在Ag@PI NTs存在下,MB在210分钟内的脱色效率高达90%。

DOI: 10.1016/j.matlet.2020.128374

 

2 Adv. Fiber Mater.:电纺核-壳纤维2D支架用于伤口愈合

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北京化工大学马贵平副教授和杨冬芝教授采用同轴静电纺丝法制备了一种具有核-壳结构的柔性细胞相容性聚脂@乳酸(PGS@PLLA)纤维支架,并将其壳层PLLA作为在纤维表面开孔骨架。

制备的纤维对皮肤创面组织具有较强的修复能力,细胞安全和增殖的稳定性、较低的炎症反应均优于纯PLLA支架。

皮肤组织再生率在14天内达到95%,说明电纺基合成纤维支架在创面愈合中的应用潜力。

DOI:10.1007/s42765-020-00027-x

 

3. Micropor. Mesopor. Mat.:聚氨酯/聚丙烯腈芯鞘电纺纤维的制备及其在丙酮吸附中的应用

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上海理工大学陶虹使用同轴静电纺丝工艺比较了单流体静电纺丝和同轴静电纺丝之间的差异。透射电子显微镜图像显示,聚氨酯粘合的非纺固体MCM-41很好地包裹在聚丙烯腈纤维的外侧。

当丙酮的初始浓度为10ppm时,使用PU@10MCM/PAN可实现有效吸附,其最大吸附量为10.32μg/g。在重复使用5个循环后,其吸附量甚至可以保持均衡。

该新型纤维结构为空气净化器的吸附系统提供了理论基础,可以有效地防止有害有机气体侵入人体。

DOI:10.1016/j.micromeso.2020.110252

 

4.Nanoscale Adv.:同轴纳米纤维在负载和释放吡咯并喹啉醌(pqq)用于生物医学方面优于单轴纳米纤维

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研究者报告了电纺CS/PVA同轴、核/壳和单轴纳米纤维的最佳制备方法。研究和讨论了所制备的纳米纤维的形态、元素和化学结构。

在缓释和减少PQQ的初始爆发方面,同轴结构优于单轴纳米纤维。值得注意的是,与单轴和同轴纳米纤维相比,CS/PVA中空纳米纤维的溶胀度更高。同轴纳米纤维的释放速率低于单轴纳米纤维的释放速率。

还发现载有PQQ的CS/PVA同轴纳米纤维可增强细胞活力和增殖。因此,负载PQQ组件的CS/PVA同轴纳米纤维被认为是PQQ释放的上乘药物输送系统。

DOI:10.1039/D0NA00311E

 

5. Nano Energy:通过提高介电常数和分散性改善摩擦电纳米发电机输出性能

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东华大学黄涛老师课题组采用改进的双组分同轴静电纺丝法制备了PDMS/BT@PVDF核壳纳米纤维,构建了一种新型掺杂钛酸钡同轴纳米纤维摩擦纳米发电机(BTCN-TENG),在纳米尺度上通过介电和分散性调制提高了输出性能。

采用溶胶-凝胶水热法合成了四方相BT NPs,将BT NPs的含量调至2.4 wt%,验证了BT NPs在PDMS基质中的分散性优于PVDF基质。

由BTCN-TENG产生的电能可以点亮140个商用led灯,驱动电子手表、计算器和无线智能开关等智能设备,而无需外部能源。

DOI:10.1016/j.nanoen.2020.104894

 

6. Nano Energy:一种将金属有机骨架嵌入纳米纤维转化为高性能锂离子电容器的通用阴离子交换策略

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通用的同轴电纺丝辅助阴离子交换策略可在三维聚合物网络内构建金属-有机骨架(MOF)衍生的纳米结构,该过程发生在室温下的水溶液中,以同时进行成分和结构转化。

作为概念应用的证明(例如锂离子电容器),在碳纳米纤维上合成了分散良好的MOF衍生CoSnx纳米颗粒,并显示出高能量、高速率和强大的Li+存储能力。

这项工作有助于开发一种通用的MOF基成分和结构演变策略,以实现高性能电化学应用。

DOI:10.1016/j.nanoen.2020.104935

 

7. Biomolecules:同轴静电纺丝法制备大黄素双相缓释材料及其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的长期抑菌作用

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在亲水性聚(乙烯基吡咯烷酮)核内包埋大黄素的同轴电纺纳米纤维,其含有吸湿性的乙酸纤维素壳层,以提供针对MRSA的长期效果。

纳米纤维对大黄素的包封率为99.38±1.00%,溶胀率为167.8±0.20%。从纳米纤维中释放的大黄素显示出双相药物释放特征,最初是快速释放,然后是缓慢的持续释放。

CCK-8分析证实了大黄素负载的纳米纤维对HaCaT细胞无毒性。纳米纤维的抗MRSA活性在AATCC147和软琼脂覆盖试验中可持续9天。

DOI:10.3390/biom10030362

 

8. J. Appl. Polym. Sci.:同轴电纺核/壳聚己内酯/聚环氧乙烷纤维中多西环素的控制释放

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利用同轴静电纺丝技术成功地制备了三种不同的电纺核/壳纤维,并将模型药物DOXH包埋在芯层中。将结构性能和体外释放研究结果与传统静电纺丝法制备的电纺单结构纤维进行了比较。

扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像证明了所制备的电纺纤维具有核/壳结构。傅里叶变换红外光谱显示了聚合物与模型药物之间便利的相互作用和相容性。X射线衍射分析表明,所有包封的DOXH均转变为非晶物理状态,并在纤维中失去了结晶状态。

药物释放研究表明,电纺核/壳纤维比单结构纤维具有更好的控释性能。最后得出结论,通过在壳侧和核侧混合亲水性和疏水性聚合物(例如聚己内酯和聚环氧乙烷)获得的纤维有望成为控制药物释放的候选材料。

DOI:10.1002/app.49273