[發明專利]一種仿生多組分纖維的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010424736.7
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111485296B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 趙遠錦;郭佳慧;王月桐
• 申請（專利權）人: 南京鼓樓醫院
• 主分類號: D01D5/34
• 分類號: D01D5/34;D01D1/09;D01F8/16;D01F8/10;D01F8/18;D01F1/09;H01G11/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

1.一種用于制作超級電容器的仿生多組分纖維的制備方法，其特征在于：包括外殼層和多內核層，所述外殼層由機械性能優異的生物材料組成，所述多內核層由電學性能優異的生物材料組成，以保證仿生多組分纖維的拉伸性能和電學性能，并通過控制內核的個數及外殼和內核的厚度比例，精確調整纖維的拉伸性能和電學性能；所述的外殼層和多內核層通過多組分微流控技術制備得到；

用于制備內核層的電學性能良好的內核溶液為碳納米管溶液、導電聚合物溶液或MXene溶液；所述用于制備外殼層的機械性能良好的殼層前驅溶液為聚氨酯溶液PU、聚偏氟乙烯溶液PVDF、或海藻酸鈉溶液Na-Alg；所述用于固化外殼前驅液的固化溶液為酒精溶液、去離子水溶液或氯化鈣溶液；

所述的仿生多組分纖維可連續生成，直徑為400-600μm，其中外殼厚度可控制為350-550μm；兼具優異的拉伸性能和電學性能；

其制備包括以下步驟：

（1）制備多組分微流控裝置：通過將若干個拉伸成錐形的毛細管作為內核流體通道，同軸地組裝到作為殼層前驅溶液通道的中間相毛細管中，再將所有毛細管同軸地插入用于固化殼層前驅溶液流體通道的外相收集毛細管中；

（2）配制用于制備內核層的電學性能良好的內核溶液、用于制備外殼層的機械性能良好的殼層前驅溶液以及用于固化外殼前驅液的固化溶液；分別通入步驟（1）中的若干個毛細管內核流體通道、中間相毛細管流體通道以及外相收集毛細管流體通道中，并使所有流體同向流動；

（3）通過調整各相溶液的流速，實現對多組分纖維的核殼比的精確控制；通過調整微流控裝置的內核流體通道的數量，實現對多組分纖維的內核數量的精確控制；從而實現對多組分纖維的機械性能和電學性能的調控；

步驟（1）中，利用透明環氧樹脂在必要的毛細管接口處進行密封；

利用各相溶液之間呈現層流狀態的性質，形成與毛細管截面結構相對應的多組分纖維。