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用水凝胶辅助的微流控纺丝法制造可拉伸纤维的新方法
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Guoxu Zhao et al. ,Hydrogel-assisted microfluidic spinning of stretchable fibers via fluidic and interfacial self-adaptations.Sci. Adv.9,eadj5407(2023).DOI:10.1126/sciadv.adj5407 可拉伸聚合物纤维是一种具有巨大潜力的材料,它们可以在机械动力下保持其功能,并且可以与人体紧密和舒适地结合。然而,它们的大规模制造和使用受到了可纺性弹性聚合物的限制,例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)和Ecoflex等高性能但难以纺丝的弹性聚合物。传统的纺丝技术(例如熔融、湿法和干法纺丝)通常需要严格的环境控制(例如高温和外力)和大量的资源消耗(例如能源和有机溶剂)。这些挑战极大地阻碍了可拉伸聚合物纤维的发展。 来自海南大学、西安交通大学、西安理工大学等研究人员提出了一种水凝胶辅助的微流控纺丝(HAMS)方法,可以通过将这些弹性聚合物的预聚物封装在任意长度、保护性和可牺牲的水凝胶纤维内,来解决这些挑战。通过设计简单的装置和操纵油/水流体和界面的自适应,他们成功地制造了具有广泛可控直径(0.04至3.70毫米)、显著长度、高质量(例如光滑表面、全长均匀和圆形截面)和显著可拉伸性(高达1300%)的纤维,而不受可纺性的影响。独特地,这种方法还允许一种简单、有效和可控的重塑生产方式,可以制造具有卓越可拉伸性和机械顺应性的螺旋形纤维。他们深入地揭示了这些纤维的制造机理,并展示了它们作为纺织品组件、光电器件和驱动器等方面的潜力。HAMS方法将是一种强大的工具,用于大规模生产高质量的可拉伸纤维。
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