DOI:10.1016/j.matdes.2020.108782

尽管复杂多室纳米结构对于设计新型功能性纳米材料非常有用，但其很难以简单、直接的方法制备。近日，上海理工大学余灯广教授团队基于电纺均一式复合材料的应用，采用特殊的三流体静电纺丝技术制备了一种新型三腔复合纳米结构。该复合结构具有共同的壳层和两个分开的芯层，因此被称为鞘含分离芯的结构。开发了自制结构的喷丝头，以组装用于制备纳米材料的静电纺丝系统。鞘含分离芯结构的三个芯/鞘部分均是由pH敏感聚合物（即Eudragit®系列）和活性成分（扑热息痛）组成的均一式复合材料。鞘含分离芯复合纳米结构能够结合三种电纺均一纳米复合材料的性能，从而根据消化道的生理特征提供智能的控释特性。该研究为基于复杂的纳米结构和相关的工艺-结构-性能关系设计和生产新型功能性纳米材料开辟了一条新途径。

相关研究成果以题为“Sheath-separate-core nanocomposites fabricated using a trifluid electrospinning”发表在Materials & Design期刊上。

图1.概括了由电纺均一纳米纤维开发复合纳米结构的策略示意图，其中三腔鞘含分离芯纳米结构为一种新的衍生结构。

图2.用于实现三流体静电纺丝的复合喷丝头的设计：（a）显示喷丝头全景的数字图像；（b）前视图；（c）侧视图；（d）关于三个入口伺服一个出口的构建图。

图3.三流体静电纺丝工艺的实施：（a）喷丝头与三个注射器的连接；（b）喷丝头通过鳄鱼夹与高压发生器的连接；（c）使用相机在×12的放大倍率下进行的典型工作过程。右上方的插图显示了复合泰勒锥。

图4.单片式纳米复合材料的PM图像：（a）EE-PAR；（b）EL-PAR；（c）ES-PAR。鞘含分离芯纳米纤维的SEM图像（d）及其尺寸分布（e）。

图5.所制备的鞘含分离芯纳米纤维的形貌和内部结构特征：（a）截面的SEM图像，以及（b）内部纳米结构的TEM图像。

图6.组分的物理状态：XRD图（原料聚合物、药物和鞘-芯分离纳米纤维），原料药物颗粒的PM图像。

图7.材料的ATR-FTIR光谱和分子式。

图8.鞘含分离芯纳米纤维的体外药物释放曲线：A-胃；B-小肠；C-结肠。