受蠶啟發的新型奈米纖維製造方法

摘要

中國四川大學的研究人員受蠶產絲過程的啟發，採用一種稱為微粘附引導 (microadhesion-guided, MAG) 紡絲的技術製造奈米纖維。

示意圖

奈米纖維應用範圍廣泛，可製作傷口敷料、空氣過濾器及高強度複合材料等。現有的奈米纖維生產方法，如靜電紡絲過程複雜、緩慢，或是易導致纖維結塊，相比之下，蠶可以快速、輕鬆地生產自己的優質超細絲纖維，它只需將粘稠的唾液分泌到一個表面上，然後將頭向後拉，將唾液拉成一條長線即可。中國四川大學的研究人員採用一種稱為微粘附引導 (microadhesion-guided, MAG) 紡絲的技術複製了這個過程。

該技術的原理是將排成陣列的微針推入一塊浸有聚環氧乙烷溶液(polyethylene oxide solution)的海綿中，然後再將它們拉出來。當針被抽出時，每根針都會拉出一根聚合物細線，這些線很快就會乾了，可以剪下來使用。而透過模仿蠶在生產絲纖維時移動頭部的不同方式，同樣可以用 MAG 紡絲技術製造出不同種類的奈米纖維。直接向後拉會產生有序、定向的直線型纖維，搖擺或振動產生會產生交聯(cross-linked)的纖維，而轉動陣列則會使纖維扭曲，產生一根更大的纖維。

MAG 紡絲的簡化版本則不需要微針，利用海綿的自然粗糙表面充當微針粘附點，研究人員只需將兩塊海綿浸入聚合物溶液中，然後將它們拉開，即可輕鬆的製作出絲線。利用這種原理，可以將它們直接放在人的皮膚上，以製作即時的定製繃帶，這些繃帶纖維還能添加抗生素，抑制細菌的生長。研究人員表示，這項技術可能為奈米纖維未來的生物醫學應用開闢新的可能性。【延伸閱讀】- 蛋殼化身顱骨損傷手術修復材料

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