近期，我院非织造材料与工程系研究团队在多孔超细纤维的制备与研究中取得重要进展，相关研究成果以“Direct  electrospinning of ultrafine fibers with interconnected macro-pores enabled by  in situ mixing microfluidics”为题发表在国际著名期刊ACS  Applied Materials & Interfaces上(IF=7.15，原文链接：IF=7.15,  DOI: 10.1021/acsami.6b11362)。

图1.  共同第一作者刘万军（左）和朱磊（右）

异形超细纤维的可控制备一直是该研究领域学者所努力的目标，截止目前，科研人员实现了多种异形纤维（如多孔、沟槽、空心、多通道等）的可控制备，以取向沟槽纤维为例，科研人员不仅可以调控沟槽纤维的表面沟槽数，也能调控纤维的内部结构（如多孔、实心等）。然而，相通孔大孔超细纤维（纤维表面和内部都含有多孔结构）的可控制备却是一直以来的难题，如果能够克服这个难题，那么纤维表面粗糙度、比表面积和孔隙率将得到明显提升，因此纤维的应用性能更强。例如，提高纤维表明粗糙度能够促进细胞的粘附与增殖，有利于制备超疏水材料。另外，提高纤维的比表面积和孔隙率也能提升纤维材料在吸附、传感器、催化和生物医用等领域的应用性能。

图2.  原位混合静电纺丝技术及多孔纤维电镜图

论文共同第一作者刘万军和朱磊博士等人(图1)开发了一种原位混合静电纺丝技术（IME），实现了具有相同孔结构超细纤维的可控制备（图2）。具体的讲，IME技术在传统静电纺丝技术的基础上引入了一种具有三通结构的微流控针头，通过在线混合的方法引入混合溶剂并同步静电纺丝，进而通过非溶剂（混合溶剂）致相分离直接制备相同孔超细纤维。研究表明相通孔超细纤维比传统的多孔纤维具有更大的比表面积、孔径和孔体积。通过调节纺丝工艺参数，相同孔超细纤维的直径可以在1.80  ± 0.40 µm至6.75  ± 0.48 µm范围内可调。另外，研究也表明所制备的相通孔纤维在吸油领域具有重要的应用价值。更重要的是，IME的开发将静电纺丝溶液的可纺范围从稳定的溶液体系拓展到了亚稳定和非稳定溶液体系，该方法对更多种类异形纤维的可控制备具有重要的指导意义。

该研究工作获得了国家自然基金(51403033)和中央高校经费(No.  14D310106 and NO. 2232014D3-15)支持，感谢国家留学基金委（No.201406630041）和纺织面料教育部重点实验室的大力资助。