面料设计师让纳米纤维“听话”的手艺

  各人知道，，要生产一块面料，，纱线要凭证面料设计师的工艺要求，，按一定的纪律组合、织造才华成形。。。。那只有头发丝直径一千五百分之一的纳米纤维，，能像纱线一样“听话”，，凭证要求织成面料吗？？？？

　　怎样将这些超细的纳米纤维像织机上的纱线一样凭证人们预想的图案举行编织，，一直是困扰着电纺丝领域科学家们的一个难题。。。。

　　克日，，记者从中科院上海硅酸盐研究所获得新闻，，他们已经能够使用先进的电纺丝手艺，，让用肉眼看不见的纳米纤维变得“听话”，，能够凭证科学家的意愿，，“织”出斜纹、圆环以致中国结、苏格兰格子等图案，，并且科学家已经实验过多种质料，，都能“织”出具有规则纹样的纳米布。。。。

　　本期梁枫会客室，，我们请到这项手艺的研发职员——中科院上海硅酸盐研究所研究员常江，，请他先容一下这项手艺的研发及应用领域。。。。

　　主持人：请您先给各人先容一下什么是电纺丝手艺？？？？

　　常江：电纺丝手艺是使用聚合物溶液(或熔体)在电场作用下的喷射，，来制备纳米级超细腻纤维的一种新型加工要领。。。。一个通俗的电纺丝制备装置主要由3部分组成：高压电源、带有导电喷丝头的贮液装置和网络器。。。。当仪器事情时在喷丝头处施加一个高压，，这样就会在高压喷头同低压网络器之间爆发一个电场，，当电压增大到一定水平时，，溶液就会在静电斥力的作用下战胜外貌张力和粘弹性力，，从喷丝头喷射出来并形成射流，，射流在向吸收器运行历程中逐渐细化，，同时溶剂挥发，，终在网络器上形成电纺丝纤维。。。。

　　这些细丝的直径一般只有50～500纳米。。。。若是以50纳米盘算，，它们的粗细只相当于一根头发丝直径的一千五百分之一。。。。

　　主持人：相比以往的电纺丝手艺，，这次让纳米纤维变得“听话”的要害是什么？？？？

　　常江：我们这次的手艺更确切地说应叫做“可控电纺丝手艺”，，由于我们研究发明，，纤维的沉积和排列主要由两种作用力控制，，其中一种为保存于喷丝头同吸收器之间的静电场合爆发的电场力，，当电纺丝纤维在电场力作用下朝吸收器运行并靠近于网络器时，，纤维外貌所带静电荷会诱导网络器外貌爆发极性相反的静电荷，，异性电荷之间相互吸引从而爆发库仑引力，，这就是我们提及的影响纤维沉积和排列的另一个主要作用力。。。。因此，，要想使电纺丝纤维“听话”地沉积和排列，，就要着手控制这两个主要影响因素。。。。

　　使用这一原理，，我们通过设计并使用具有差别结构的网络模板，，对影响纤维沉积和排列的作用力举行调控，，制备出了具有重大可控图案化和编织结构的电纺丝纤维支架质料。。。。这比以往的纤维取向控制手艺又往前迈出了一大步。。。。由于图案和编织结构的可控性进一步增强，，就使纳米纤维变得“听话”了，，这也为电纺丝手艺带来了更为辽阔的应用远景。。。。

　　主持人：现在这种纳米纤维都是取自什么质料呢？？？？

　　常江：我们现在已经实验使用多种质料，，好比聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯吡咯烷酮等都可以制成具有可控图案化和编织结构的电纺丝纤维质料。。。。

　　主持人：在哪些领域能施展它的着述用呢？？？？

　　常江：细提及来，，应用领域很是普遍，，就现在而言，，电纺丝纳米纤维在再生医学和组织工程领域具有很是大的应用远景。。。。好比，，与组织有很好相容性的高分子质料制成的电纺丝纤维有可能作为人工血管、人工皮肤、人工骨骼质料用于修复这类组织的缺损。。。。另外，，在电子、催化、航空航天、服装甚至其他工业领域，，电纺丝纳米纤维也具有潜在的市场。。。。

　　主持人：它是怎样应用在医学领域的呢？？？？

　　常江：由于电纺丝纳米纤维在结构上与自然细胞外基质十分相似，，具有优异的孔洞结构，，并且具有一定的强度和稳固性，，又易加工制作，，因而是人体器官组织修复再生较为理想的支架质料之一。。。。在软骨、骨、血管、心脏、神经等组织工程领域都有十分普遍的应用价值。。。。

　　往常当患者泛起器官和组织损伤时，，我们一般接纳自体移植或者异体移植的要领对创伤和缺损举行修复或者替换，，可是这种要领往往保存供体缺乏或者保存排异反映的弱点。。。。而在不久的未来，，我们有可能将电纺丝手艺与组织工程手艺连系，，应用于人体组织损伤的修复。。。。

　　详细要领是，，先凭证患者需要替换或者修补部位的组织或器官的形状用电纺丝制作细胞支架，，此后从患者体内提取响应的种子细胞放置在之前准备好的细胞支架上举行作育。。。。由于可降解生物质料制成的电纺丝支架不但会在新生皮肤器官或者组织的生长历程中为其定型，，还能为细胞的生物学活动提供相宜的空间并爆发一定的刺激作用。。。。在这里需要指出，，使用前面先容的“可控”手艺，，我们可以设计网络模板来制备具有某一特定重大可控图案化结构的电纺丝纤维质料，，通过控制支架的微观结构刺激细胞爆发越发优良的生物学反映。。。。陪同着细胞的增殖、分化等活动，，组织和器官逐渐成形，，直至完全修复缺损，，而支架质料则逐渐降解。。。。这样一来，，病人获得了新生，，充当生长基质的电纺丝支架也完成了使命。。。。

　　嘉宾简介：

　　常江，，博士、研究员，，博士生导师。。。。1982年结业于西北轻工业学院。。。。1985年赴德国留学，，1991年在德国达姆施达特工业大学获博士学位。。。。1991年4月至1993年6月在德国卢卑克医科大学做博士后研究。。。。1993年7月至1997年6月在新西兰奥克兰大学任研究员。。。。1997年至1999年在美国纽约大学受聘为研究助理教授。。。。1999年至2000年在美国强生公司损伤修复手艺中心任研究员。。。。2000年12月获中国科学院“引进外洋优异人才”(百人妄想)基金，，应聘回国，，任中国科学院上海硅酸盐研究所研究员。。。。

　　近年来肩负和完成多项国家和地方科研项目，，其中包括国家“973”项目、上海市重大基础研究项目(任首席科学家)、国家自然基金重点项目(任项目认真人)、中科院知识立异主要偏向性项目(任首席科学家)等。。。。主要研究领域：生物医用质料。。。。近5年揭晓SCI收录学术论文100余篇，，申请发明专利30项，，其中10多项已经获得授权。。。。

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