[發明專利]一種磁性納米短纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 201610404961.8
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN107475797A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 馮章啟;趙賓;李家城;史傳梅
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: D01F6/54
• 分類號: D01F6/54;D01F1/10;D04H1/43;D04H1/728
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅,朱顯國

技術領域

本發明屬于功能材料的制備領域，具體涉及一種磁性納米短纖維及其制備方法。

背景技術

隨著納米技術的快速發展，納米材料因結構的特殊性表現出獨特的性質，在生物醫學領域成為研究的熱點。磁性納米材料是生物醫學領域極為重要的材料，它既具有納米材料所特有的性質，又具有優異的磁性能以及磁響應性。磁性納米材料以其獨特的理化性質，被廣泛地應用于細胞操控、藥物運輸、腫瘤熱療、磁共振成像等領域。

磁性納米顆粒、磁凝膠和磁性納米纖維是當前生物醫學領域常見的磁性材料，它們既具有良好的生物相容性又可以對外界磁場下做出快速響應。通常，磁性納米顆粒和磁凝膠作為細胞培養材料，通過施加外界磁場研究細胞行為變化，進而作為研究磁場對細胞行為學影響的手段，磁性納米纖維常作為磁熱療的工具，在交變磁場下吸收電磁波產熱，作為研究治療腫瘤疾病的手段之一。雖然以上三種材料有廣泛的應用，但是仍存在一些問題，比如磁性納米顆粒被細胞吞噬后，可能對細胞生理產生影響；磁性納米纖維只針對熱療難以實現對細胞的控制。磁性納米短纖維恰恰彌補了這些短板，一方面，細胞通過粘附在磁性納米短纖維上，避免了磁性顆粒被細胞吞噬的后果，另一方面，磁性納米短纖維對磁場有快速響應，可成功實現對細胞的操控。

近年來，短纖維因具有便于操縱、易于成型等優勢，成為研究的熱點。當前已有研究組報道了聚丙烯腈短纖維、聚甲基丙烯酸甲酯等短纖維的制備與應用（Hall J, Kai H, Roberts P. Multicompartmental microcylinders.[J]. Angewandte Chemie, 2009, 48(25):4589-4593；Si Y, Yu J, Tang X, et al. Ultralight nanofibre-assembled cellular aerogels with superelasticity and multifunctionality[J]. Nature Communications, 2014, 5:5802-5802；Duan G, Jiang S, Jér?me V, et al. Ultralight, Soft Polymer Sponges by Self-Assembly of Short Electrospun Fibers in Colloidal Dispersions[J]. Advanced Functional Materials, 2015, 25(19):2850–2856.）。但其制備短纖維方法多采用冷凍切片或在有機溶劑中長時間超聲等步驟，其工藝相對復雜、過程相對繁瑣，且難以實現短纖維的功能化，比如制備具有導電性、磁性的短纖維，復雜的制備過程嚴重限制了短纖維在催化、醫學等領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁性納米短纖維及其制備方法。

本發明的一種磁性納米短纖維及其制備方法，包括以下具體步驟：

步驟（1）：四氧化三鐵納米顆粒分散液的制備

將四氧化三鐵納米顆粒置于N, N二甲基甲酰胺溶液中，通過超聲振蕩處理，得到四氧化三鐵納米顆粒的分散液；

步驟（2）：靜電紡絲溶液的配制

將聚丙烯腈原絲加入到步驟（1）的分散液中，將其磁力加熱攪拌，即得靜電紡絲溶液；

步驟（3）：磁性納米纖維膜的制備

將步驟（2）中的靜電紡絲溶液除去氣泡，采用靜電紡絲技術制得磁性納米纖維膜，將其干燥；

步驟（4）：磁性納米短纖維分散液的制備

將步驟（3）中所得磁性納米纖維膜剪成1±0.1cmx1±0.1cm形狀，分散到水溶液中，對其高速剪切，得到磁性納米短纖維分散液；

步驟（5）：磁性納米短纖維的制備

將步驟（4）中所得磁性納米短纖維分散液離心，得到高濃度磁性納米短纖維分散液，干燥，即得磁性納米短纖維。

優選地，所述步驟（1）中，四氧化三鐵納米顆粒分散液的濃度為0.01~

0.02g/mL。

優選地，所述步驟（1）中，超聲振蕩處理時間為60~80min。

優選地，所述步驟（2）中，聚丙烯腈原絲占靜電紡絲溶液質量分數的8%~15%。

優選地，所述步驟（2）中，加熱溫度為40~60℃，攪拌速度為150~200rpm/min。

優選地，所述步驟（3）中，紡絲參數設置：紡絲溫度為23℃，濕度為40%，電壓為15kV，推進速度為1.0~3.0ml/L，接收距離為10~15cm，針頭為21號平口針。