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南工大陈苏教授团队JPS封面论文:微流控纺丝化学及运用

来源:安博体育手机版    发布时间:2024-03-13 02:27:34

  近来,微纳纤维以其优异纳米标准效应、高比表面积及丰厚多孔结构在医学、航天环境保护等范畴有着宽广的运用,成为当今先进资料极具应战的前沿方向之一。其均匀的微纳尺度被认为是一种本钱低价且易于操作的微反响器。2019年,提出微流控纺丝化学(Fiber Spinning Chemistry (FSC))的概念(Adv. Sci. 2019, 6(22), 1901694),即在微流控纺丝进程中,以微纳纤维为载体,凭借微流控芯片,将反响物在纺丝进程中原位发生反响生成纳米纤维杂化资料,运用微纳纤维纳米反响器的限域效应,能够便利的制备出先进的纳米资料,此类纳米资料不易聚会,制备进程无废水发生,是一条便利绿色组成纳米资料的办法,遭到广泛重视。

  南京工业大学资料化学工程国家要点实验室、化工学院陈苏教授团队首先展开微流控纺丝研讨工作,在此范畴长时间研讨的基础上,撰写了微流控纺丝化学及运用的总述,全面总结了先进FSC战略与运用。特别要点评论了微流控芯片在FSC进程中的调节作用。此外,还总结了FSC战略在荧光纳米资料组成、多维纤维非织造布和全天候智能纺织品方面的运用。

  微流控技能是一项能够对微型通道中的流体进行准确和体系操控的先进的技能。该技能能够在微平台上灵敏组合多功用组件,在微流控芯片内完成微流控纺丝化学反响,与传统纺丝办法比较,此纺丝进程不再是一种物理牵伸的进程,而是一个纺丝化学的进程,因而赋予了纤维的多功用与变化性,且具有反响进程接连且高度可控、安全可靠、绿色环保和易扩大等优势。

  FSC战略经过在纺丝进程中运用微/纳米纤维作为化学反响的反响器来完成纤维的形状、结构和功用多样性,极大地丰厚了纳米纤维纺丝进程中组成、形状和结构调控的内在。依据微流控纺丝工艺与FSC的结合,可分为微流控FSC、微流控静电FSC和微流控气喷FSC战略。

  微流控芯片使化学反响在有限的空间和温文的条件下进行,不只避免了很多有毒溶剂的运用,还减少了废产品的生成及能源消耗。一起,微流控芯片可用于准确操控超细纤维中各反响物组成及产品的微观结构与形状。长处是能够灵敏组合、可规模化集成,完成反响的微型化、接连化、自动化和并联规模化。微流控芯片已大范围的运用于生物医学、环境监督测定、刑事科学、食物和商品检验、军事科学和航空航天科学等重要范畴。该文要点介绍了微流控芯片在多通道交汇处的几许结构,并将微流控芯片分为T 型微流控芯片、Y 型微流控芯片和共流微流控芯片。

  微流控 FSC 战略为原位出产功用优异的功用化微米/纳米级纤维杂化资料供给了有效途径。

  该文从FSC制备机理和技能优势两方面临FSC的开展进行总述与展望。其本质中心是怎样来完成纤维的工程化、高功用化和结构功用一体化,特别是完成规模化接连可操控备功用优越的先进纳米资料,更是给纳米资料产业带来了全新视角,一起,供给一条簇新的微流控纺丝技能可实用化的途径。

  图11. 微流体纺丝机S型,微流体静电纺丝机M型,微流体纳米气喷纺丝机(南京捷纳思新资料有限公司与南京贝耳年代科技有限公司出产)

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