納米纖維的近況
【應用領域】
<醫療>
細胞支架、傷口愈合、傷口被覆、人造血管、藥物遞送(DDS)、骨再生、人工角膜、神經再生
<食品>
防腐劑
<化妝品>
皮膚護理
<能源>
電池、電池隔膜
<環境>
過濾器、吸附劑、傳感器
<機能性附加>
等多個領域
【例】
<醫療>
全球再生醫療市場規模預計約為386.5億美元占比24.53%,預計到2029年將達到1157.5億美元,在預測期內(2024-2029年)將以每年24.53%的增長率快速成長。
Ashwini Wali 等人通過將銀納米顆粒嵌入納米纖維(一種可生物降解且具有高度生物相容性的材料)中,制作了一種抗菌傷口敷料。在進行大鼠驗證實驗后,證實了這款敷料的高傷口閉合特性。
圖1. 納米纖維傷口敷料概述(引自Silver nanoparticles in electrospun ethyl hydroxy ethyl cellulose-PVA Nanofiber: Synthesis, characterization and wound dressing applications.)
PCL 具有高度生物相容性,常用于醫療相關的應用。 Yue Hu 等人將槲皮素摻入 PCL 中,制造出了可以促進牙周組織再生的納米纖維膜。在大鼠驗證實驗中顯示出良好的牙周骨再生效果,有望應用于牙周病的治療。
圖2.牙周骨再生納米纖維概述(引自A multifunctional quercetin/polycaprolactone electrospun fibrous membrane for periodontal bone regeneration.)
除上述以外,納米纖維還應用于包括細胞支架、人造血管和DDS等各個醫療領域。
<環境>
納米纖維還可以作為過濾器和吸附劑等應用于環境領域。
如何有效去除工業廢水中的污染物是解決環境污染問題的重要課題。 Hind M. Saleh 等人正致力于去除一種廣泛應用于各行各業的有機染料-亞甲基藍。通過將殼聚糖與PCL共混制成納米纖維膜,聚合物之間發生相互作用,吸附能力顯著提高。由于使用的材料為可生物降解的聚合物,因此有望作為環保且有效的吸附劑廣泛應用。
圖 3.由納米纖維制成的油吸附劑(引自日本M-Tex 株式會社官網)
<能源>
納米纖維還應用于電池和電池隔膜等能源領域。
Ping等人制作了一種不需要導電碳或粘合劑的自支撐電極,以改善鋰硫-蓄電池的問題。通過將靜電紡絲制備的納米纖維均勻嵌入混合在溶液中的納米顆粒,從而提高了導電性。它還具有柔韌性,即使在彎曲時也具有優異的機械性能,是適合應用在柔性電池中的電極材料。
圖 4. 使用納米纖維的獨立式電極概述(引自Efficient and Homogenous Precipitation of Sulfur Within a 3D Electrospun Heterocatalytic Rutile/Anatase TiO2-x Framework in Lithium–Sulfur Batteries.)
納米纖維還應用于上述以外的各種領域,許多大學和公司正在對其進行研究,因此納米纖維的應用有望進一步發展。
【參考文獻】
?關于再生醫療市場規模和市場規模的股價的分析 – 成長傾向和成長傾向的預測 (2024 ~2029 年)
(https://www.mordorintelligence.com/ja/industry-reports/global-regenerative-medicines-market-industry)
?Ashwini Wali et al. (2024) Silver nanoparticles in electrospun ethyl hydroxy ethyl cellulose-PVA Nanofiber: Synthesis, characterization and wound dressing applications. Elsevier (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666893924000574)
?Yue Hu et al. (2024) A multifunctional quercetin/polycaprolactone electrospun fibrous membrane for periodontal bone regeneration. Elsevier(https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.3c07523)
?Hind M. Saleh et al. (2024) Design, Preparation, and Characterization of Polycaprolactone–Chitosan Nanofibers via Electrospinning Techniques for Efficient Methylene Blue Removal from Aqueous Solutions. MDPI(https://www.mdpi.com/2504-477X/8/2/68 )
?Ping Feng et al. (2024) Efficient and Homogenous Precipitation of Sulfur Within a 3D Electrospun Heterocatalytic Rutile/Anatase TiO2-x Framework in Lithium–Sulfur Batteries. SPRINGER LINK(https://link.springer.com/article/10.1007/s42765-024-00380-1)