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易丝帮盘点:Science子刊上5篇关于“静电纺丝”的研究

导语:

本文盘点了2021年发表在Science Robotics(IF=23.748)和Science Advances(IF=14.136)期刊中5篇关于静电纺丝技术在电子器件、过滤以及生物医用等方面的最新研究进展,供大家了解学习。

1. Sci. Robot.:静电纺制备液态晶体弹性纤维致动器

美国加州大学圣地亚哥分校的 Cai Shengqiang研究团队报告了一种简易的方法,即通过静电纺丝技术制备薄LCE微纤维。

➣电纺LCE微纤维的直径约为10至100微米,可以在不到一秒的时间内产生大的驱动应变(大于50%),由环境加热或近红外(NIR)激光照射提供动力。

➣LCE微纤维的驱动应力、应变和功率密度与人体肌纤维的性能相当。利用LCE微纤维,研究人员进一步成功构建了电控微镊子、微机器人和光动力微流体泵。

DOI: 10.1126/scirobotics.abi9704

2. Sci. Adv. :静电纺多孔单层石墨烯膜用于超快有机溶剂纳滤

新加坡国立大学张岁团队以铜箔上生长的单层石墨烯为接收器,通过简便的 PAN 和 PVDF 静电纺丝技术,将单层石墨烯与纳米纤维薄膜牢固结合在一起,制备出了单层石墨烯溶剂纳滤膜。

➣该薄膜具有优异的有机溶剂纳滤性能,乙醇渗透率达到了创纪录的156.8 L·m-2·hour-1·bar-1,对玫瑰红染料的截留率超过 94.5 %,表现出了更优的渗透率和选择性。

➣石墨烯纳米纤维膜的高孔隙率和低缺陷的特点,使他们的薄膜均远高于当前研究文献和商业薄膜的水平。

DOI: 10.1126/sciadv.abg6263

3. Sci. Adv. :解剖小鼠皮肤伤口愈合中生物合成支架周围的微环境

四川大学华西口腔医院满毅等人制备了具有三种表面形貌(随机、排列和格子状)的电纺膜,将其引入小鼠和大鼠背部皮肤切除伤口,并评估其对伤口愈合和免疫调节特性的影响。

➣通过单细胞RNA测序对微环境中的不同免疫细胞进行概述,揭示了体内不同的细胞异质性。

➣免疫应答的时间过程由排列的支架向适应性免疫-显性阶段推进。在没有成熟T淋巴细胞的小鼠中,缺乏伤口诱导的毛发新生表明T细胞对毛囊再生具有调节作用。

DOI: 10.1126/sciadv.abf0787

4. Sci. Adv. :脱细胞基质电纺仿生支架诱导细胞生长和肌管成形

美国莱斯大学Antonios G. Mikos团队报道了骨骼肌脱细胞外基质电纺支架的制备工艺,通过工艺参数调整制备得到具有可调理化特性的电纺支架,探索其对细胞铺展、排列并肌管形成的指导和调控。

➣将制备的肌肉脱细胞基质电纺支架定义为三种排列方式:无规取向),转轴速度为1000 rpm,图B,转轴速度为3000 rpm,图C。三种支架接着进行0、30分钟、24小时的戊二醛蒸汽交联(用X 30/24表示)。

➣首次通过静电纺丝技术制备得到不同排列方式的脱细胞基质电纺支架,拓宽了脱细胞基质成形的制备方法,为脱细胞基质电纺工艺奠定了基础。

DOI: 10.1126/sciadv.abg4123

5. Sci. Adv. :机械驱动串联支架的3D喷射书写

韩国忠南大学Kyung Jin Lee和密歇根大学Joerg Lahann等人发现在3D喷射书写过程中的电荷反转可以实现精确设计的3D结构的高通量生产。

➣射流的轨迹是由不稳定电荷-电荷斥力和恢复性粘弹力的平衡控制的。电压极性的反转降低了射流所携带的净表面电势,从而抑制了在常规静电纺丝过程中通常观察到的弯曲不稳定性的发生。

➣在没有弯曲不稳定性的情况下,可以实现聚合物纤维的精确沉积。可以将相同的原理应用于使用针阵列的3D喷射书写中,由于其前所未有的结构控制,复合材料可以经历可逆的形状转变。

DOI: 10.1126/sciadv.abf5289