1. IntroductionSelf-assembled nanos

1. Introduction
Self-assembled nanostructures are gaining attention in the fields of tissue engineering, drug delivery, sensing, catalysis and energy harvesting/storage [1,2,3,4,5,6,7,8]. In particular, nanofiber materials are of great interest because of their long length scales, resulting in very high aspect ratios, and the high degree of fiber orientation possible. Nanofibers are generally prepared using drawing with a micropipette, template synthesis, phase separation, chemical vapor deposition, melt blowing, and electrospinning [9,10,11]. Of the aforementioned techniques, electrospinning is the most versatile and simplest method of preparing such nanofibers. It is also potentially scalable and requires little equipment. Electrospinning is an electrostatically-driven process that generates fibers of nanometer to micrometer diameters. Specifically, when a high voltage is applied to a liquid droplet, electrostatic repulsion overcomes surface tension to stretch the droplet. If molecular cohesion or chain entanglement in the droplet is sufficiently high, the droplet does not break-up (electrospray), but instead continues to stretch to form fine fibers on a grounded collection target. During the electrospinning process, the jet undergoes a whipping instability, which is the primary mechanism for the formation of sub-micron fibers [12,13].
Collector geometry can influence mat morphology, such as fiber alignment and pattern. Collectors can be stationary, such as metal plates or parallel electrodes, or rotating-type disks or mandrels [14]. In general, a randomly oriented web of fibers is collected on static targets, whereas aligned fibers are collected on spinning substrates. Some collectors possess unique geometries to affect particular fiber orientation or patterns. Theron et al. used a knife-edge collector to generate highly aligned fibers, whereas others have used collectors with grids or charged needles to create patterned nanofibrous mats [15,16,17,18,19]. Several researchers have used a series of parallel electrodes to generate aligned fibers rather than rotating collectors [20,21,22,23]. Li et al. used a pattern of four electrodes to generate a cross-bar array of aligned nanofibers [24].
Polymers in the solution and melt form, as well as non-polymeric materials such as ceramics and metals, can be fabricated into nanofibers via electrospinning. An assortment of natural polymers, such as the proteins collagen, elastin and silk fibroin, has been electrospun [25,26,27,28,29,30,31]. In addition, a wide variety of synthetic polymers such as polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(vinyl alcohol) (PVA) have been electrospun from solution. Melt electrospinning requires that a heating system surround the reservoir and, despite its advantages of improved cost effectiveness and environmental safety due to the absence of solvents in the process, is generally more challenging. Polyethylene and polypropylene are two polymers that have been successfully fabricated from the melt [32,33]. Ceramic fibers such as TiO2 have been fabricated from a sol of ceramic precursor and a host polymer such as polyvinylpyrrolidone (PVP) [34]. Metallic fibers such as copper fibers have also been generated by electrospinning a metal acetate or nitrate solution with a host polymer, followed by degradation of the host polymer and reduction [35].
The electrospinning field is extremely broad, and consequently there have been many useful reviews discussing various aspects from detailed fiber formation mechanisms to the formation of nanocomposite fibers to discussions on the wide range of applications [24,36,37,38,39]. On the other hand, the focus of this review is quite narrow, highlighting unique fiber morphologies. The review will briefly cover the factors impacting the morphological characteristics of nanofibers such as fiber diameter and porosity, patterning, and then focus on primary and secondary hierarchical structures of electrospun nanofibers.

Kết quả (Việt) 1:

1. giới thiệuTự lắp ráp nanostructures đạt được sự chú ý trong các lĩnh vực của mô kỹ thuật, phân phối thuốc, cảm biến, xúc tác và năng lượng thu hoạch/lí [1,2,3,4,5,6,7,8]. Đặc biệt, vật liệu quang sợi Nano quan tâm rất lớn vì của quy mô chiều dài dài, dẫn đến tỷ lệ khía cạnh rất cao, và mức độ cao của chất xơ định hướng có thể. Nanofibers thường được chuẩn bị bằng cách sử dụng bản vẽ với một micropipette, mẫu tổng hợp, giai đoạn tách, hóa chất hơi lắng đọng, chiếc thổi, và electrospinning [9,10,11]. Kỹ thuật nói trên, electrospinning là phương pháp đơn giản nhất và linh hoạt nhất chuẩn bị như vậy nanofibers. Nó cũng có khả năng mở rộng và đòi hỏi ít thiết bị. Electrospinning là một quá trình electrostatically hướng tạo ra các sợi nanomet để Panme đo đường kính. Cụ thể, khi một điện áp cao được áp dụng cho một giọt chất lỏng, tĩnh điện repulsion vượt qua sức căng bề mặt để kéo dài giọt. Nếu rối gắn kết hoặc chuỗi phân tử trong giọt là đủ cao, giọt không phá vỡ-up (electrospray), nhưng thay vì tiếp tục trải dài đến hình thức sợi on a mục tiêu căn cứ bộ sưu tập. Trong quá trình electrospinning, máy bay phản lực phải trải qua một sự mất ổn định whipping, mà là cơ chế chủ yếu cho sự hình thành của tiểu micron sợi [12,13].Bộ thu hình học có thể ảnh hưởng đến hình thái mat, chẳng hạn như sợi liên kết và mô hình. Thu gom có thể được cố định, chẳng hạn như tấm kim loại hoặc điện cực song song, hoặc loại quay đĩa hoặc mandrels [14]. Nói chung, một trang web ngẫu nhiên theo định hướng của sợi được thu thập trên mục tiêu tĩnh, trong khi liên kết sợi được thu thập trên quay chất nền. Một số người thu gom có duy nhất hình ảnh hưởng đến định hướng cụ thể sợi hoặc mẫu. Theron et al. sử dụng một nhà sưu tập knife-edge để tạo ra các sợi liên kết rất cao, trong khi những người khác có sử dụng thu gom với lưới hoặc trả kim để tạo khuôn mẫu nanofibrous thảm [15,16,17,18,19]. Một số nhà nghiên cứu đã sử dụng một loạt các điện cực song song để tạo ra các liên kết sợi chứ không phải là quay thu gom [20,21,22,23]. Li et al. sử dụng một mô hình của bốn điện cực để tạo ra một mảng cross-bar của liên kết nanofibers [24].Polyme trong các giải pháp và tan chảy hình thức, cũng như không vật liệu polymer-chẳng hạn như gốm sứ và kim loại, có thể được chế tạo vào nanofibers thông qua electrospinning. Một loại của các polyme tự nhiên, chẳng hạn như protein collagen, elastin và lụa fibroin, đã là electrospun [25,26,27,28,29,30,31]. Ngoài ra, một loạt các polyme tổng hợp chẳng hạn như polystyrene (PS), Polycaprolacton (PCL), poly(methyl methacrylate) (PMMA) và poly(vinyl alcohol) (PVA) đã là electrospun từ giải pháp. Tan chảy electrospinning yêu cầu rằng một hệ thống bao quanh hồ chứa, và mặc dù các lợi thế về hiệu quả cải thiện chi phí và môi trường an toàn do sự vắng mặt của các dung môi trong tiến trình, là thường nhiều thách thức. Polyethylene và polypropylene là polyme hai đã được chế tạo thành công từ tan chảy [32,33]. Sợi gốm chẳng hạn như TiO2 đã được chế tạo từ một sol của tiền thân của gốm và một polymer máy chủ chẳng hạn như polyvinylpyrrolidone (PVP) [34]. Sợi kim loại như đồng sợi cũng đã được tạo ra bởi electrospinning một axetat kim loại hoặc nitrat giải pháp với một máy chủ lưu trữ polymer, tiếp theo sự suy thoái của các máy chủ lưu trữ polymer và giảm [35].Electrospinning trường là rất rộng, và do đó đã có nhiều đánh giá hữu ích thảo luận về các khía cạnh khác nhau từ chi tiết sợi hình thành cơ chế để thành nanocomposite sợi để thảo luận về loạt các ứng dụng [24,36,37,38,39]. Mặt khác, trọng tâm của nhận xét này là khá hẹp, với sợi duy nhất morphologies. Việc xem xét sẽ ngắn gọn bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến các đặc điểm hình thái của nanofibers chẳng hạn như sợi đường kính và độ xốp, khuôn mẫu, và sau đó tập trung vào cấu trúc thứ bậc tiểu học và trung học của electrospun nanofibers.

Kết quả (Việt) 2:

1. Giới thiệu
cấu trúc nano tự lắp ráp đang được chú ý trong các lĩnh vực kỹ thuật mô, phân phối thuốc, cảm biến, xúc tác và thu hoạch năng lượng / lưu trữ [1,2,3,4,5,6,7,8]. Đặc biệt, chất liệu sợi nano được quan tâm rất lớn bởi vì quy mô chiều dài của họ, dẫn đến tỉ lệ rất cao, và mức độ cao về định hướng sợi có thể. Các sợi nano được chuẩn bị thường sử dụng bản vẽ với một micropipette, tổng hợp mẫu, giai đoạn tách, lắng đọng hơi hóa chất, nóng chảy thổi, và quay điện [9,10,11]. Các kỹ thuật nói trên, mạ điện là phương pháp linh hoạt và đơn giản nhất của việc chuẩn bị các sợi nano như vậy. Nó cũng là khả năng mở rộng và đòi hỏi thiết bị nhỏ. Quay điện là một quá trình tĩnh điện theo định hướng mà tạo ra các sợi nano mét để đường kính micromet. Cụ thể, khi một điện áp cao được áp dụng cho một giọt chất lỏng, lực đẩy tĩnh điện vượt qua sức căng bề mặt để làm giãn các giọt nhỏ. Nếu sự gắn kết phân tử hay vướng víu dây chuyền trong các giọt là đủ cao, giọt không break-up (electrospray), nhưng thay vì tiếp tục kéo dài để tạo thành sợi mịn vào một mục tiêu thu thập căn cứ. Trong quá trình mạ điện, các máy bay phản lực trải qua một sự bất ổn whipping, đó là cơ chế chính cho sự hình thành của các sợi sub-micron [12,13].
Hình học Collector có thể ảnh hưởng mat hình thái, như sợi liên kết và mô hình. Bộ thu có thể được cố định, chẳng hạn như các tấm kim loại hoặc điện cực song song, hoặc quay kiểu đĩa hoặc Mandrels [14]. Nói chung, một trang web theo định hướng ngẫu nhiên của sợi được thu thập vào các mục tiêu tĩnh, trong khi đó các sợi liên kết được thu thập trên đế quay. Một số nhà sưu tập có dạng hình học độc đáo ảnh hưởng đến định hướng của sợi cụ thể hoặc mô hình. Theron et al. sử dụng một nhà sưu tập dao tiến để tạo ra các sợi liên kết cao, trong khi những người khác đã sử dụng thu với lưới điện hoặc các tính kim để tạo ra thảm nanofibrous theo khuôn mẫu [15,16,17,18,19]. Một số nhà nghiên cứu đã sử dụng một loạt các điện cực song song để tạo ra các sợi liên kết hơn là xoay người thu [20,21,22,23]. Li et al. sử dụng một mô hình của bốn điện cực để tạo ra một mảng cross-bar của sợi nano phù hợp [24].
polyme trong dung và hình thức, cũng như các vật liệu phi polyme như gốm và kim loại nóng chảy, có thể được chế tạo thành sợi nano thông qua mạ điện. Một loại polyme tự nhiên, chẳng hạn như các protein collagen, elastin và sợi tơ tằm, đã được quay điện [25,26,27,28,29,30,31]. Ngoài ra, một loạt các polyme tổng hợp như polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), poly (methyl methacrylate) (PMMA) và poly (vinyl alcohol) (PVA) đã được quay điện từ giải pháp. Đun chảy quay điện, đòi hỏi một hệ thống sưởi ấm bao quanh các hồ chứa và, mặc dù lợi thế về cải thiện hiệu quả chi phí và an toàn môi trường do sự vắng mặt của dung môi trong quá trình này, nói chung là khó khăn hơn. Polyethylene và polypropylene hai polyme đã được chế tạo thành công từ sự tan chảy [32,33]. Sợi gốm như TiO2 được chế tạo từ một sol của tiền thân gốm và một polymer chủ như polyvinylpyrrolidone (PVP) [34]. Sợi kim loại như sợi đồng cũng đã được tạo ra bởi điện hóa một acetate kim loại hoặc dung dịch nitrat với một polymer chủ, tiếp theo là sự suy thoái của các polymer máy chủ và giảm [35].
Các lĩnh vực điện hóa là vô cùng rộng lớn, và do đó đã có nhiều hữu ích ý thảo luận về các khía cạnh khác nhau từ cơ chế hình thành sợi chi tiết cho sự hình thành của các sợi nanocomposite để thảo luận về phạm vi rộng các ứng dụng [24,36,37,38,39]. Mặt khác, sự tập trung của tổng quan này là khá hẹp, làm nổi bật hình thái sợi độc đáo. Việc xem xét thời gian ngắn sẽ bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến đặc điểm hình thái của sợi nano như đường kính sợi và độ rỗng, khuôn mẫu, và sau đó tập trung vào cấu trúc phân cấp tiểu học và trung học của sợi nano quay điện.