纤维材料的微细化意味着什么？
朴东旭(中国康复研究中心，PIAORNpublic3.bta.net.cn)目前普遍认同的纤维定义是，具有足够的细度(小于100μm)和足够的长径比(大于500乃至无限大)并且显示一定的力学特性者。具有纤维形态的物质在我们身边随处可见。不管是什么组成的固态物质，比如金属、矿石、生物体、高分子，只要满足上述定义者均可视为纤维。要想借助仿生学将纤维运用于再生医学(特别是组织工程)，就必须同时研究人工纤维材料和生物体内自然存在的纤维，不可偏废任何一方。
由于纤维材料具有细而长的形态特点，蕴藏着巨大的潜力。挖掘其潜力的主要途径之一就是“微细化”。纤维变成越来越细，会带来什么结果?目前在“纳米热潮”中人们已经意识到“纤维微细化”的重大意义。
普通的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)长纤维的直径为20~40μm，而用海岛分离法可以纺出直径0.1μm的PET超细纤维[ 4 ]。两者的粗细比较如图1所示。 据推算，仅用4.1g这种超细纤维可以联接地球和月球(两者相距38.44万km)!然而若用相同量的普通PET纤维只能拉长约10 km，连纺科院和天安门之间也连接不上。将一定重量的高分子纺成纤维时，纺的越细，其比表面积急剧增大，增大幅度反比例于纤维直径的2次方。据计算，设纤维呈圆形断面，4.1g的普通PET纤维的表面积约有浴巾大，而相同量的PET超细纤维的表面积竟有两个羽毛球场那么大!纳米技术的研究表明，当材料尺寸变小到纳米量级(1~100nm)时，具有量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，因而展现出许多特殊的性能[ 5 ]。同样，纤维直径在微米量级(10—1~102μm)范围内其直径变小时，亦显示物理吸附性、化学功能性的急剧增强效应。无论是纳米量级还是微米量级，尺寸变小引起的材料特性的显著改变，主要地归因于比表面积的增大。表层离子络合纤维素纤维(PICF)的织构体具有离子络合性、束缚性保水功能及力学化学特性(Mechano-Chemical Character)[ 6 - 7 ]。作者等发现，稍微减少PICF纤维的纤度，导致其制品的各项性能的改善幅度却非常大[ 8 ]。
(本文摘自:朴东旭、毛立江、陈晓东，“纤维形貌仿生思考及其再生医学应用”，第三届功能性纺织品及纳米应用技术研讨会论文集，2003:64-68)
