靜電紡絲（Electrospinning，簡稱電紡）技術是一種利用高壓靜電將聚合物溶液或熔體製備成微米或奈米級纖維的加工技術。相較於傳統的紡絲方法，靜電紡絲纖維具有的性能更優異，如：高比表面積、大孔隙率、較高的導熱/導電性能等；靜電紡絲奈米纖維(Nanofiber)應用領域在組織工程、藥物緩釋、過濾分離、能源存儲等方面已有相當深入的研究。為進一步拓展應用範圍，各界研究了多種特殊結構，如多孔結構、核殼結構、定向結構、有機/無機複合結構等，更考慮了生物相容性，在涉及到生物醫學領域的材料大多引入天然高分子應用。圖一是幾種典型的特殊結構電紡絲纖維形貌圖。
圖一、(a)多孔；(b)核殼；(c)定向；(d-e)有機/無機複合結構之電紡絲纖維形貌圖
生醫靜電紡絲之應用
1. 支架材料
熔體靜電紡絲寫入(Melt Electrospinning Writing)是一種使帶電荷的聚合物熔體在靜電場中，形成射流來製備聚合物超細纖維的加工方法，此方法有助於提供用於細胞生長的空間，同時對細胞所需的機械剛性也有一定的幫助。最終製作出的結構不僅對促進新組織的生長有幫助，而且能夠實現自然癒合。
研究者也嘗試用天然高分子奈米纖維組成的人造血管移植到人體中，以促進受損血管的恢復。可是靜電紡絲奈米纖維的生物相容性材料（如殼聚醣）都缺乏良好的機械性能。因此將設計和製造分為兩步驟，第一步採用靜電紡絲技術製備殼聚醣和聚己內酯(PCL)共混奈米纖維支架，然後使用3D快速成型技術塗佈PCL鏈，最終製備出人造血管，如圖二所示。製得的人造血管表現出優良的機械性能，並且確認此方法可以用於血管重建。
圖二、使用3D快速成型技術塗佈PCL製備出人造血管
奈米纖維防水透濕織物
目前防水透濕織物基本分為三種，高密織物、塗佈織物及貼合織物，主要集中在塗佈及貼合兩種方式。塗層織物和貼合織物可以根據不同的市場應用要求，改變原料以及生產方式等進行調控，生產出不同類型的防水透濕功能紡織品，因此塗佈織物和貼合織物在當下防水透濕功能紡織品市場上具有極其重要的地位。
2. 貼合製程
貼合方式是將布料/膠/膜進行複合，結構為一層膜貼合一層布，如圖七所示；兩層膜夾布或兩層布夾膜的結構，如圖八所示。貼合方式由於機台不同，材料與布種選擇也有所差別，目前市面上性能較好之透濕防水布料多用PUR熱熔膠點貼方式較多，貼合方式較高密織物和塗佈織物的防水透濕性更優越，機械性能及保暖性能等均達到服飾的要求。
PTFE防水透濕薄膜是市場常見到的一類產品，其主要代表的公司有美國Gore和Donaldson兩家，但這兩家公司由於技術壟斷，只銷售複合織物，市場上無法購買薄膜產品。雖然PTFE布料（如GORE-TEX®）具有十分突出的優點，如防水性能好、複合牢度高等，但生產這種材料採用的拉伸生產技術，過程較為複雜，而且原材料成本高，所使用原料PTFE對大部分溶劑及化學品都是惰性的，無法在自然界中降解，導致使用後對環境具有潛在危害。
3. 靜電紡絲膜
靜電紡絲技術不同於傳統的紡絲加工技術，它具有纖維直徑小、大表面積及孔隙率高的優點，纖維手感特別柔軟，孔隙率高可獲得...…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：洪文濱、楊茵茹、蔡書憲、黃泳彬 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」368期，更多資料請見下方附檔。
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