DOI: 10.1039/D0MH01096K
在過去的30年中，研究人員一直致力于將普通尺寸的三維（3D）材料縮小為1D或2D材料，以便獲得這些低維系統的新特性和應用。其中，具有大表面積和高孔隙率的功能性納米纖維得到了廣泛的研究和關注。由于納米纖維的有趣特性，因此在過濾、傷口敷料、復合材料、傳感器、電容器和納米發電機等方面有著廣泛的應用。近年來，研究人員提出了多種納米纖維的制備方法，如熔噴、靜電紡絲、離心紡絲和溶液吹紡（SBS）。本文簡要介紹了溶液噴射紡納米纖維制備的基本原理、實驗參數的影響、溶液吹塑纖維的性能和潛在應用。此外，本文還介紹了SBS的產業化進程以及面臨的挑戰。
圖1.（a）滾筒收集示意圖。（b）網狀紗布收集示意圖。（c）溶液射流的形成過程。（d）溶液射流的運動圖像。
圖2.液體射流的圖像。
圖3.氣流中的軸對稱速度場。
圖4.（a）SBS設備的示意圖。（b）實驗中使用的同軸噴嘴的示意圖。（c）實驗室中使用的吹紡裝置的示意圖。（d）以商用噴槍為同軸噴嘴的SBS設備。（e）便攜式SBS設備的示意圖。
圖5.（a）電吹紡絲（EBS）設備的示意圖。（1）PTFE/PVA/BA復合纖維和（2）PTFE纖維的SEM圖像，以及（3）PTFE纖維的直徑分布：（b）SBS，（c）EBS。
圖6.（a）用于制備核-殼結構纖維的SBS裝置示意圖。核-殼結構纖維的TEM圖像：（b）PVP/PCL，（c）尼龍6-殼聚糖。（d）電吹核殼纖維裝置和（e）靜電感應輔助SBS裝置的示意圖。
圖7.（a，b）設備原理圖。（c）小直徑血管移植物（SDVG）的中層和外層示意圖。（d）將SDVG移植到兔子的頸動脈中。（e）SDVG的橫截面圖像。（f）生態多普勒血流的證據。
圖8.（a）微創手術照片。（b）微創手術的示意圖。（c）溶液吹紡裝置的示意圖。（d）豬肝傷口。（e）止血后豬肝傷口。（f）豬脊髓損傷。（g）縫合的傷口。（h）紡絲前的傷口。（i）紡絲后的傷口。
圖9.（a）ZnO/CNF-2（乙酸鋅:PAN=1:2）納米纖維的SEM圖像。（b）ZnO/CNF-1（乙酸鋅:PAN＝1:1），ZnO/CNF-2和ZnO/CNF-3（乙酸鋅:PAN＝1:3）的充放電曲線。（c）三個樣品的充放電循環。
圖10.（a）Cell-Ser NFs的SEM圖像。（b）各種質子交換膜的質子傳導性。（c）具有不同Cell-Ser NFs含量的SPSF-Ser質子交換膜的質子傳導率。（d）各種質子交換膜的燃料電池測試。（e）質子交換膜（SPES-30）橫截面的SEM圖像。（f）平面內和（g）通過平面的質子傳導率。（h）直接甲醇燃料電池（DMFC）測試（80℃，相對濕度100％，氧氣）。
圖11.（a）AOP@PLLA復合納米纖維的制造備過程，插圖是纖維的SEM圖像（比例：5μm）。（b）MON-PAO復合纖維和（c）SMON-PAO復合纖維的SEM圖像。（d）吸附劑的可重復使用性。（e）吸附劑對鈾和釩的吸附能力。
圖12.（a）溶液吹紡設備的圖片。（b）電容式傳感器的制備過程。（c）不同應變下的傳感器陣列和2D映射。（d）測量生物信號的設備。（e）心電圖（ECG）。（f）肌電圖（EMG）。（g）皮膚電活動（EDA）。
圖13.（a）溶液吹紡的示意圖。（b）IGZO纖維的TEM圖像和選擇區域電子衍射（SAED）圖像（TEM比例尺為200nm，SEAD比例尺為5nm-1）。（c）薄膜晶體管陣列的示意圖。（d）在不同NO2濃度下的傳感器信號。（e）不同NO2濃度下傳感器的漏源電流。（f）可拉伸電阻器圖。拉伸應變（g）和5000次循環測試（h）。（i）在一個人手上戴ITO傳感器。（j）不同刺激（太陽光，溫度，拉伸應變，壓力）的傳感器信號。（k）在不同的外部刺激下三個電阻（IGZO，CuO，ITO）的相對電流變化。
圖14.（a）設備示意圖。（b）具有不同透明度的PAN納米纖維膜。（c）在不同透射率下，四種納米纖維膜對PM2.5的去除效率。（d）在不同透射率下PAN納米纖維膜的壓降。
圖15.（a）制備過程。（b）用甲烷火焰（1300℃）加熱YSZ海綿。YSZ海綿的SEM圖像：（c）在過濾之前，（d）在過濾之后。（e）高溫過濾裝置的示意圖。（f）不同氣流速度下的過濾效率。（g）汽車尾氣的過濾效率。
圖16.（a）SBS設備的示意圖。（b）Al2O3穩定的ZrO2纖維膜的光學圖像。過濾（c）之前和（d）之后纖維的SEM圖像。（e）具有不同面密度（氣流速度=5.4 cm s-1）的纖維膜的過濾測試。（f）纖維膜過濾的穩定性測試（面密度=56 mg cm-2，氣流速度=5.4 cm s-1）。
圖17.（a）實驗裝置示意圖。（b）超輕TiO2納米纖維海綿。（c）用酒精燈加熱TiO2納米纖維海綿。TiO2海綿的SEM圖像（d）和TEM圖像（e）。（f）用甲烷火焰加熱氧化釔穩定的ZrO2（YSZ）海綿。（g）YSZ海綿執行10個應力-應變循環（800℃）。（i）暴露15分鐘后，羅丹明B涂覆TiO2海綿褪色，重復該實驗10次。（j）在400℃下加熱1小時的ZrO2海綿的紅外圖像。
圖18.（a）SBS的示意圖。（b）輕質SiO2-Al2O3海綿（比例尺，1cm）。（c）壓縮前后SiO2-Al2O3海綿的照片。（d）壓縮和釋放過程中纖維的SEM圖像（比例尺，50μm）。（e）在上面放一朵花并對海綿的底部加熱5分鐘。（f）SiO2-Al2O3海綿在高和低溫度下的彈性試驗。
圖19.SBS模具及設備：（a）多針溶液吹紡模具的紡絲狀態，（b）溶液吹紡中試設備。
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