DOI: 10.1021/acsami.0c05740
吹紡是一種能夠大規模生產直徑范圍從微米到納米級纖維的新技術，它更像熔噴和靜電紡絲的結合，但具有其自身的特性。該方法可用于原位沉積纖維并生產各種纖維材料，例如涂層、無紡布和海綿。這些特性為納米纖維的應用提供了新的策略，引起了許多研究者的興趣。圍繞吹紡技術進行了系統的研究，包括基本原理、實驗研究、紡紗設備及其應用。本文旨在通過對各種研究方向的簡要介紹來闡明趨勢和差距。
圖1.（a）吹紡示意圖。（b）熔噴裝置的示意圖。（c）靜電紡絲裝置的示意圖。（d）演示吹紡如何將納米纖維“涂”在由各種材料（橡膠手、鋼螺栓和木質壓舌板）制成的不規則形狀的物體上。
圖2.該圖顯示了近年來發表有關吹紡技術的研究文章。這些數字是從2020/03/13的Web of Science SCI核心合集中獲得的。吹紡研究被稱為“溶液吹紡”、“噴氣紡”等，但是這些技術具有相同的控制原理。因此，研究者在統計信息中檢索了所有這些名稱。
圖3.（a）噴嘴周圍壓力分布的示意圖：高壓流經外部噴嘴（P1）。噴嘴幾何形狀在內部噴嘴（P2）周圍形成一個低壓區域，該區域將聚合物溶液成形為圓錐形。（b1，b2）在小氣流速度下，聚合物溶液錐尖部的高速照片，（b3）在正確的空氣流速下，（b4）處于高空氣流速下。（c）吹紡過程中噴嘴下方速度場的等值線。
圖4.高速相機拍攝的吹紡纖維的顯微照片。（a1-a3）在靠近收集器的錐尖流附近形成聚合物溶液射流。（b1-b3）在氣流速度由低到高的情況下，氣流的彎曲不穩定性和拍打運動。
圖5.彎曲部分開始處的射流配置快照。預測值與實驗觀察值的比較。
圖6.由含不同濃度PMMA的溶液制備的PMMA纖維的SEM圖像：（a）15 mg/mL、（b）25 mg/mL和（c）50 mg/mL。
圖7.（a）吹紡系統的示意圖。提供溶液的兩種方法：（b）注射泵和（c）氣壓。
圖8.（a）同軸噴絲頭，（b）自制同軸噴絲頭，（c）簡單的噴絲頭和（d）噴槍。
圖9.（a，b）多噴嘴吹紡噴絲頭。（c）通過3D打印制備的新型多噴嘴吹紡噴絲頭。（d）集成式多針噴絲頭。（e）四針手持吹紡裝置。
圖10.（a）吹紡納米纖維非織造布的圖像。（b）吹紡納米纖維海綿的圖像。
圖11.（a）吹紡納米纖維的SEM圖像。（插圖：YSZ納米纖維的SEM圖像）（b）靜電紡纖維的SEM圖像。（c）用于PCL納米纖維膜的吹紡和靜電紡拉伸測試的代表性應力-應變圖。（d）吹紡PCL納米纖維和靜電紡PCL納米纖維的拉伸模量。
圖12.（a）毫米大小的TiO2吹紡納米纖維海綿的SEM圖像以及TiO2海綿的放大圖。（b）壓縮過程中纖維海綿的三種變形形式的示意圖。（c）在壓縮過程中放大的SEM圖像，顯示了一束納米纖維的彎曲和回彈以及相鄰納米纖維的運動，第四張圖片顯示了它們在某些循環后的斷裂。（d）壓縮過程的圖像。TiO2海綿的循環壓縮應力-應變曲線。海綿壓縮三個循環的能量損失系數。
圖13.（a）未煅燒的PVP/AgNO3前驅體纖維的照片。獨立且折疊的Ag吹紡納米纖維網絡具有導電性。Ag納米纖維網絡的SEM圖像。（b）卷對卷設備的照片。一卷透明的Ag納米纖維電極材料，用于照亮LED。（c）Ag納米纖維電致變色窗。（d）Ag納米纖維透明加熱裝置。
圖14.細胞存活率的統計結果。含活細胞的吹紡納米纖維的SEM圖像。含活細胞的電紡納米纖維的SEM圖像。
圖15.（a）微絲在接種有樹突狀細胞（DC）的吹紡纖維上的分布。將未成熟的DC接種在吹紡纖維上24h，固定并用熒光鬼筆環肽和Hoechst標記。左圖：肌動蛋白標記；中圖：相襯圖像；右圖：肌動蛋白/Hoechst合并圖像。無論纖維的化學組成如何，DC中的肌動蛋白絲都非常致密，對應于細胞與纖維之間的接觸部位（箭頭）。在這些位置，肌動蛋白細胞骨架被重新組織為平行的軌跡，可能對應于肌動蛋白絲在圓柱狀纖維相對位置的聚集（插圖中的箭頭）。（b）未成熟DC沿吹紡纖維的運動。（c）不同非織造布中孔數量的統計結果。吹紡非織造布表面上的熒光標記細胞圖像。靜電紡非織造布表面上熒光標記細胞的圖像。用PHK26染色的細胞膜以紅色顯示。Hoechst33342染色的細胞核呈藍色。
圖16.（a）7天盲腸吻合存活研究（插圖：沉積在縫合吻合口上的吹紡PLGA/PEG纖維的圖像）（b）PLGA納米纖維膜在肝損傷上的直接沉積。
圖17.（a）將靜電紡納米纖維薄膜轉移到屏幕上的卷對卷工藝照片。（b）在紗窗上噴灑納米纖維的方案。在薄紙的幫助下，成功地從紗窗上拭去納米纖維。（c）YSZ納米纖維海綿在750℃下的過濾性能。過濾后海綿的橫截面圖像。YSZ納米纖維海綿的SEM圖像。
圖18.（a）碳超細纖維海綿吸附氯仿的過程。碳超細纖維海綿對不同有機液體的吸附效率。（b）在不同pH值的鈾水溶液（8ppm）中的鈾吸附效率。PIDO和鈾載PIDO（PIDO-U）的XPS全掃描光譜。（c）原材料PAN（1）、吹紡PIDO納米纖維（2）、在10×10-3 m NaOH溶液中于60℃經堿處理30分鐘（3）和3小時（4）的PIDO納米纖維的CP/MAS 13C NMR光譜。（d）顯示吸附前、吸附后和洗脫后的PIDO NF吸附劑的圖像。從5升加鈾（8ppm）海水的洗提液中提取鈾的照片。
