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  蠶和蜘蛛等動(dòng)物具備在自然環(huán)境條件下按需紡絲的能力；相較之下，人類開發(fā)和使用的紡絲技術(shù)則通常需要復(fù)雜的工藝操作和精密的設(shè)備。四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院微粘控加工團(tuán)隊(duì)（PI為王宇特聘研究員）受蠶利用粘附力紡絲的啟發(fā)，報(bào)道了一種基于微粘附力的即時(shí)微/納米纖維紡絲技術(shù)（簡(jiǎn)稱微粘控紡絲技術(shù)，MAG Spinning)。MAG紡絲技術(shù)利用紡絲液與微針/微納凸起之間的微粘附作用，借助外場(chǎng)拉伸產(chǎn)生形貌可控的微納纖維。該工作首先從加工的視角系統(tǒng)地研究了紡絲液的組成、流變性能、微針尺寸、拉伸速度等關(guān)鍵加工因素對(duì)纖維形態(tài)的影響規(guī)律。進(jìn)一步，通過模仿蠶紡絲過程中頭部可能的運(yùn)動(dòng)模式，發(fā)展了直線、振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)三種不同的紡絲模式，分別制備出取向、交聯(lián)和加捻結(jié)構(gòu)的纖維織物。由于微粘附力的普遍性及其在操作上前所未有的靈活性，該工作最終實(shí)現(xiàn)了無設(shè)備的MAG即時(shí)紡絲技術(shù)，并借助聚合物泡棉展示了其規(guī)�；瘽摿�。

  上述工作以“Biomimetic Microadhesion Guided Instant Spinning”為題，近期發(fā)表在微納科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的國際著名期刊Nano Letters上。論文第一作者為碩士研究生倪朱熙，通訊作者為傅雪薇特聘副教授，楊偉教授和王宇特聘研究員。

  通過學(xué)習(xí)春蠶紡絲過程，作者利用微納尺度的粘附力，對(duì)高分子流體進(jìn)行操控，并利用自制裝置實(shí)現(xiàn)了纖維的靈活、高效和即時(shí)制造。在本工作中，微粘附被定義為發(fā)生在微觀尺度上的粘附，即紡絲液與尺寸為20-100 μm的微針或者微凸起之間的粘附。在圖1a右圖中，微針陣列由可移動(dòng)的推桿控制，然后與多孔板滲出的紡絲液發(fā)生粘附作用。然后，將微針陣列以一定的速度抬起，通過粘附力使紡絲液成纖。為了更深入地了解MAG紡絲的適宜加工條件，作者研究了不同固含量和分子量的PEO溶液的流變特性(圖 1b)，并將其與MAG紡絲的加工原理相關(guān)聯(lián)，建立其合適的流變學(xué)性能區(qū)間。同時(shí)，通過研究紡絲過程中紡絲液受到的表面張力、粘附力和毛細(xì)作用力探討了紡絲液成纖的可能機(jī)理（圖 1c）。

圖1. 微粘控（MAG）紡絲示意圖及機(jī)理探究

圖3. MAG紡絲作為一種可擴(kuò)展的、無需設(shè)備的和原位纖維制造的即時(shí)紡絲技術(shù)的演示

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c03297

微粘控紡絲

春蠶到死絲方盡，微粘即紡今始開。

引流不斷熵彈故，瘦到骨處迎君來。

  課題組鏈接：https://www.x-mol.com/groups/Wang_Yu