DOI:10.1016/j.molliq.2020.113478
靜電紡絲是一種被廣泛研究和用于制備納米和微纖維的技術,在醫藥制造領域有著廣泛的應用。對于細胞培養和組織工程,由于它類似于細胞外基質,因此是一種備受關注的研究方法。更改靜電紡絲參數會影響這些系統的性能,以便根據需要對其進行微調。為了創建高孔隙率的纖維網,以合適的三維方式培養不同的細胞,研究者需要從傳統的靜電紡絲技術向前邁進。在本文中,研究者提出了一種在靜電紡絲溶液中添加無機鹽的策略,以由聚琥珀酰亞胺(一種生物相容性和可生物降解的聚合物)重復地合成納米和微纖維蓬松的3D結構。提出了不同濃度的LiCl、MgCl2和CaCl2對纖維性能的影響。結果表明,在較窄濃度范圍內,當LiCl、MgCl2或CaCl2存在時,可以生成3D結構的纖維網。為了理解鹽對所得網孔的影響,使用振動光譜和密度泛函理論計算對離子-離子和離子-溶劑相互作用進行了表征。
圖1.靜電紡絲過程示意圖。
圖2.不同鹽溶液的電導率,其中“*”表示在靜電紡絲中產生3D結構的鹽。
圖3.LiCl(2、4、6和8w/w%)、CaCl2(1、2、3和4w/w%)和MgCl2(2、4、6和10w/w%)與DMF的混合物中NCH=O a)和C=O b)振動模式的紅外光譜。
圖4.NCH=O彎曲模式的高(新)峰位置與主波數的濃度依賴性(a)。通過振動的擬合過程獲得該位置。△和▲符號描述的是LiCl混合物的新峰和主峰,○和●表示對CaCl2而言,□和■表示對MgCl2而言(b),最高波數擬合光譜貢獻強度(IH)與主峰(IM)之間的比率。▲為LiCl混合物,●為CaCl2,■為MgCl2。
圖5.DMF分子的共振結構。
圖6.a)4DMF、b)4DMF-2LiCl、c)4DMF–2MgCl2、d)4DMF–2CaCl2的最佳幾何形狀。以埃為單位,用虛線表示重要原子間距離。
圖7.所用不同鹽的3D效果的宏觀照片及其右側的SEM照片。a)LiCl 1w/w%、b)MgCl2 1w/w%、c)CaCl2 2w/w%。SEM圖像的比例尺對應于2μm。