蚕吐的丝,也就是纤维,启发了一种相对简单的新型纳米纤维编织工艺,有望在从伤口敷料到柔性电子产品等各个领域带来进步。
尽管听起来可能不太吸引人,但这种受欢迎的奢华面料确实源自其同名蠕虫分泌的一种双蛋白化合物,蠕虫利用其丝线来帮助编织蚕茧。然而,中国研究团队也发现,除了昂贵的床单外,人类通过模仿蚕吐丝、拉丝和织丝时的头部运动,可以生产出更均匀的微纳米纤维。
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该团队最近在美国化学学会期刊《纳米快报》上发表的一篇新论文中展示了他们的工作。起初,研究人员将微针插入浸有聚环氧乙烷溶液的泡沫块中,然后通过一种称为微粘附引导(MAG)纺丝的工艺将针拔出,从而制造出比单根人类头发细数千倍的纳米纤维丝。
现有的纳米纤维生产方法要么速度慢且昂贵,要么就是效率低下、易成团。然而,通过模仿蚕的编织运动,该团队发现他们可以制造出各种产品——将泡沫块直接拉开可以得到有序的纤维,而振动回缩则可以交叉编织材料。扭转装置则可以得到形状相似的“一体式”纤维。无论如何排列,结果都比现有方法更不容易结块。
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更进一步的是,该团队意识到根本不需要进行微针刺步骤——泡沫的粗糙表面足以将聚环氧乙烷溶液拉伸成纳米纤维。事实上,这个过程非常简单,以至于可以用泡沫拉伸法手工将纳米纤维绷带缠绕在人手腕上。在他们的实验中,该团队使用了一种抗生素纤维,以确保一种无菌、抑制细菌生长的敷料,这种敷料易于用温水冲洗干净,为不久的将来提供了一种潜在的新型医疗应用。