Page 64 - 《精细化工》2020年第12期

第 37 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.37, No.12
2020 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2020

综论
电纺纳米纤维取向对其特性的影响

施成东 1,2 ，于淑艳 1,2* ，李从举 1,2*

（1. 北京科技大学 能源与环境工程学院，北京 100083；2. 北京市工业典型污染物资源化处理重点实验
室，北京 100083）

摘要：传统静电纺丝技术制备的纳米纤维在收集装置中随机排列，取向度较低，性能较弱，限制了其应用。有
序排列的取向纳米纤维已引起广泛关注。首先综述了采用静电纺丝制备取向纳米纤维的方法，从纳米纤维的导
电性能、压电性能、热稳定性、力学性能和光学性能阐述了静电纺丝技术制备的纳米纤维取向对其特性产生的
影响。接着，介绍了取向纳米纤维在组织工程、传感器和能源方面的应用。最后，对纳米纤维性能改善的原理
进行了总结，并对其发展进行了展望。
关键词：电纺纳米纤维；取向；导电性能；热稳定性；力学性能
中图分类号：TQ340.64 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 12-2426-09

Influence of electrospun nanofiber orientation on its properties

1,2
SHI Chengdong , YU Shuyan 1,2* , LI Congju 1,2*
（1. School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,
China; 2. Beijing Key Laboratory of Resource-Oriented Treatment of Industrial Pollutants, Beijing 100083, China）

Abstract: The nanofibers prepared by traditional electrospinning technology are randomly arranged in the
collection device with low degree of orientation and weak properties, which limits their application. The
orderly arrangement of oriented nanofibers has attracted much attention. Firstly, the preparation methods of
oriented nanofibers by electrostatic spinning are reviewed. Then, the effects of orientation of nanofibers
prepared by electrostatic spinning on their properties are discussed from the aspects of conductivity,
piezoelectric property, thermostability, mechanical property and optical property of nanofibers. Subsequently,
the applications of oriented nanofibers in tissue engineering, sensors and energy sources are introduced.
Finally, the principle of improving the properties of oriented nanofibers is summarized and its development
is prospected.
Key words: electrospun nanofibers; orientation; conductivity; thermostability; mechanical property

静电纺丝技术是制备纳米纤维的常用方法，其 性，其中根据纤维本身随机排列的特点，制备出有
设备操作简单，普遍用于工业生产，且制备的纳米 序排列结构的纳米纤维，并将具有这种结构的纳米
纤维具有良好的性能，可广泛应用于过滤吸附、医 纤维称为取向纳米纤维（ANFs），在组织工程、传
[1]
用器件、电极催化材料等领域。纳米纤维由一条条 感器、增强材料和能源等领域得到广泛应用 ，例
细小射流在接收装置中形成且随机排列，虽然形成 如：静电纺高取向聚己内酯/蚕丝蛋白共混纤维支架
的膜有力学、化学特征，但无法满足应用于某一领 可以促进间充质干细胞的增殖，引导早期细胞沿着
[2]
域时所需特性。为了使其表现出更加突出的特性， 纤维取向方向定向移动 ；静电纺丝技术制备的聚
研究者们已通过多种方法对电纺纳米纤维进行改 氨酯/碳纳米管取向纳米纤维作为压力传感器，能在

收稿日期：2020-06-01; 定用日期：2020-08-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200460
基金项目：国家自然科学基金（51973015）；中央高校基本科研业务费专项资金（06500100, FRF-TP-19-046AIZ）
作者简介：施成东（1995—），男，硕士生，E-mail：1390779262@qq.com。联系人：于淑艳（1989—），女，博士，E-mail：
yushuyan@mail.tsinghua.edu.cn；李从举（1972—），男，教授，E-mail：congjuli@126.com。