家蠶啟發了更快、更簡單的納米纖維生產方法
納米纖維最近在許多應用中得到了利用,從傷口敷料到空氣過濾器到高強度複合材料。科學家們現在已經開發出一種更快和更簡單的方法來生產這些纖維,這種方法的靈感來自於蠶。據來自中國四川大學的研究人員說,現有的納米纖維生產方法,如電紡,都是複雜的,緩慢的,或者容易導致纖維結塊。
相比之下,家蠶可以快速而容易地生產自己的高質量超薄絲纖維。它只需將其粘稠的唾液分泌到一個表面上,然後將其頭部向後拉,將唾液拉成一條長線。四川的研究人員已經復制了這一過程,在一項被稱為微粘性引導(MAG)的技術中。
它包括將一排微針推入一塊浸有聚氧化乙烯溶液的泡沫中,然後再將它們拉出來。當針被拉出時,每根針都從海綿中拉出一條聚合物的細線。這些線很快就乾了,這時它們就可以被切割並投入使用了。更重要的是,通過模仿蠶在生產絲質纖維時移動其頭部的不同方式,同樣可以通過MAG紡紗技術創造出不同種類的納米纖維。
例如,如果只是簡單地將針從海綿上直接拉回來,那麼纖維都是筆直的,排列整齊。然而,如果陣列被搖動或振動,纖維就會相互交聯。如果針陣在被拉回時轉向一側或另一側,納米纖維都會扭曲在一起,形成一個更大的纖維。
事實上,根據所需的納米纖維的類型,人們發現微針陣列並不總是必要的。僅僅通過將兩個浸泡過聚合物的海綿放在一起,然後將它們拉開,科學家們就能夠生產出筆直的納米纖維,用來製作一個即時繃帶,放在一個人的皮膚上。作為額外的加強,添加到聚合物中的一種抗生素使繃帶能夠抑制有害細菌的生長。
關於這項研究的論文–由王宇、楊偉和傅學偉領導–最近發表在《納米通訊》雜誌上。