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哈佛大学研发出便携式纺丝设备 可实现点对点纺丝控制
文章来源:纺织技术  2017.05.20
  近日,哈佛大学研究人员开发出了一种轻巧便携的纳米纤维纺丝装置,并将这项研究在Macromolecular materials and Engineering 上发表。
  这种便携式纳米纺丝设备生产效率高,而且可以精确控制取向,纺制的纳米纤维可用于战场上的伤口包袱、定制面料的纺制等。研究者们通过调整纤维取向和沉积方式,建造纳米纤维支架,这种支架可以模拟身体里高度定向的组织,还可以设计出适合各种形状的特殊服装。
  在哈佛大学实验之前,已经有旋转喷射纺丝技术和浸没式旋转喷射纺丝技术可以将聚合物和蛋白质溶解,再利用离心力或沉淀方法将聚合物射流拉伸、固化成纳米纤维,这些方法更利于批量生产DNA、尼龙、聚对苯二甲酰对苯二胺,但是这些制备手段还没有实现便携。最新的制造方法,拉伸纺丝,用浸在聚合物或蛋白质容器中的高速旋转鬃,拉出一小滴溶液进入喷射器,纤维以螺旋轨道运动,并且在从鬃毛分离之前凝固,进入收集器。
  与其他纺丝设备需要设置很多参数不同,这种拉伸纺丝方法只需设置一个过程参数--设置控制纤维直径的溶液黏度,工艺参数的简单可大大简化工作台的使用步骤从而提高设备的适应性。
  研究人员展示了使用聚己内酯和明胶纤维来控制肌肉组织生长和作用于生物支架的概念验证应用,以及用于服装的尼龙和聚氨酯纤维的纺制。
  "这个简单的概念验证研究证明了该系统可点对点纺丝的实用性,"  哈佛大学生物工程与应用物理学教授和疾病生物物理学组长主任Kit Parker说,"可定制生产的纳米纤维未来可以扩展到加工喷雾运动服用于逐渐加热或冷却运动员身体,或纺制无菌绷带直接附着于伤口和可局部变化机械性能的织物。"
  研究人员表明,穿着的服装可以使用拉伸纺丝设备制作。该团队将纤维网络直接应用于芭比娃娃的膝关节。目前这一应用仍处于概念性阶段,这只是该团队对于便携式纺丝应用的一点创想。
  拉伸纺丝装置的示意图,展示了从聚合物储存器拉出的纤维。牵引纺纱系统由旋转的刷毛组成,其以螺旋轨迹倾斜并拉动聚合物射流。
 
[编辑:田田]
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