纳米纤维的近况
【应用领域】
<医疗>
细胞支架、伤口愈合、伤口被覆、人造血管、药物递送(DDS)、骨再生、人工角膜、神经再生
<食品>
防腐剂
<化妆品>
皮肤护理
<能源>
电池、电池隔膜
<环境>
过滤器、吸附剂、传感器
<机能性附加>
等多个领域
【例】
<医疗>
全球再生医疗市场规模预计约为386.5亿美元占比24.53%,预计到2029年将达到1157.5亿美元,在预测期内(2024-2029年)将以每年24.53%的增长率快速成长。
Ashwini Wali 等人通过将银纳米颗粒嵌入纳米纤维(一种可生物降解且具有高度生物相容性的材料)中,制作了一种抗菌伤口敷料。在进行大鼠验证实验后,证实了这款敷料的高伤口闭合特性。
图1. 纳米纤维伤口敷料概述(引自Silver nanoparticles in electrospun ethyl hydroxy ethyl cellulose-PVA Nanofiber: Synthesis, characterization and wound dressing applications.)
PCL 具有高度生物相容性,常用于医疗相关的应用。 Yue Hu 等人将槲皮素掺入 PCL 中,制造出了可以促进牙周组织再生的纳米纤维膜。在大鼠验证实验中显示出良好的牙周骨再生效果,有望应用于牙周病的治疗。
图2.牙周骨再生纳米纤维概述(引自A multifunctional quercetin/polycaprolactone electrospun fibrous membrane for periodontal bone regeneration.)
除上述以外,纳米纤维还应用于包括细胞支架、人造血管和DDS等各个医疗领域。
<环境>
纳米纤维还可以作为过滤器和吸附剂等应用于环境领域。
如何有效去除工业废水中的污染物是解决环境污染问题的重要课题。 Hind M. Saleh 等人正致力于去除一种广泛应用于各行各业的有机染料-亚甲基蓝。通过将壳聚糖与PCL共混制成纳米纤维膜,聚合物之间发生相互作用,吸附能力显著提高。由于使用的材料为可生物降解的聚合物,因此有望作为环保且有效的吸附剂广泛应用。
图 3.由纳米纤维制成的油吸附剂(引自日本M-Tex 株式会社官网)
<能源>
纳米纤维还应用于电池和电池隔膜等能源领域。
Ping等人制作了一种不需要导电碳或粘合剂的自支撑电极,以改善锂硫-蓄电池的问题。通过将静电纺丝制备的纳米纤维均匀嵌入混合在溶液中的纳米颗粒,从而提高了导电性。它还具有柔韧性,即使在弯曲时也具有优异的机械性能,是适合应用在柔性电池中的电极材料。
图 4. 使用纳米纤维的独立式电极概述(引自Efficient and Homogenous Precipitation of Sulfur Within a 3D Electrospun Heterocatalytic Rutile/Anatase TiO2-x Framework in Lithium–Sulfur Batteries.)
纳米纤维还应用于上述以外的各种领域,许多大学和公司正在对其进行研究,因此纳米纤维的应用有望进一步发展。
【参考文献】
・关于再生医疗市场规模和市场规模的股价的分析 – 成长倾向和成长倾向的预测 (2024 ~2029 年)
(https://www.mordorintelligence.com/ja/industry-reports/global-regenerative-medicines-market-industry)
・Ashwini Wali et al. (2024) Silver nanoparticles in electrospun ethyl hydroxy ethyl cellulose-PVA Nanofiber: Synthesis, characterization and wound dressing applications. Elsevier (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666893924000574)
・Yue Hu et al. (2024) A multifunctional quercetin/polycaprolactone electrospun fibrous membrane for periodontal bone regeneration. Elsevier(https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.3c07523)
・Hind M. Saleh et al. (2024) Design, Preparation, and Characterization of Polycaprolactone–Chitosan Nanofibers via Electrospinning Techniques for Efficient Methylene Blue Removal from Aqueous Solutions. MDPI(https://www.mdpi.com/2504-477X/8/2/68 )
・Ping Feng et al. (2024) Efficient and Homogenous Precipitation of Sulfur Within a 3D Electrospun Heterocatalytic Rutile/Anatase TiO2-x Framework in Lithium–Sulfur Batteries. SPRINGER LINK(https://link.springer.com/article/10.1007/s42765-024-00380-1)