同轴纺丝制备的核壳结构纳米纤维具有核心和壳层的独特结构，具有多功能性和广泛的应用。然而，同轴纺丝实验中内外两溶液的相容性、黏度、流速和电压等工艺参数都是制约成功的关键因素，让许多研究者倍感头痛。本期内容为大家详细总结一些同轴纺丝的关键技巧，助力大家提高同轴纺丝实验的成功率。

同轴静电纺丝技术及核壳结构纳米纤维的TEM图。

技巧一：聚合物材料的精准选择

成功同轴纺丝的首要条件是确保内外两层所选用的聚合物材料具有良好的相容性，内外层溶液不能反应，粘度相差不能太大，外层一定可纺。聚合物溶液满足以上要求，同轴纺丝才能成功。

技巧二：流速的巧妙设置

内外两层的流速设置是同轴纺丝成功的关键之一。两种溶液在同一电压下可纺的条件下，让壳层纺丝液流速大于芯层纺丝液流速。壳层先形成射流，包裹芯层溶液，形成同轴结构。如果壳层很难将芯层溶液包裹在内，这时，需要降低芯层溶液流速，或提高壳层溶液的流速。

外层和内层的流速：a) 0.4–0.04 mL h^-1; b) 0.4–0.2 mL h^–1; c) 0.4–0.5 mL h^–1（Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2110–2116. DOI: 10.1002/adfm.200600204 ）

技巧三：选择适当的电压

在同轴静电纺丝实验中，只有很小范围的施加电压才能产生芯-护套纤维。当电压过低时，射流不形成，液体从喷丝器滴出。当电压过低(亚临界)时，护套不能夹带铁芯。在适当的临界电压范围内增加电压，形成复合稳定的泰勒锥。在超临界电压下，观察到射流分裂。

电压对同轴纺丝的影响（A. K. Moghe and B. S. Gupta. Polymer Reviews, 48:2, 353-377, DOI:

10.1080/15583720802022257）

技巧四：选择合适的同轴喷头

选择合适的纺丝喷头对顺利制备核壳结构纳米纤维尤为重要。永康乐业研发的新型同轴喷头，从材质、结构、工艺等多方位提升，具有精密结构同轴度高、可拆卸、易清洗等优点，在制备核壳结构纳米纤维上更加便捷、高效。

同轴纺丝制备核壳纳米纤维的应用案例

应用案例一

Carbohydrate Polymers：同轴静电纺丝将氨基葡萄糖硫酸盐掺入纳米纤维中，以实现软骨再生

案例介绍：研究人员采用同轴静电纺丝技术将GAS包埋在聚己内酯(PCL)纳米纤维芯中。它可以保护气体不受环境的影响，并允许它随着时间的推移持续释放。细胞实验表明PCL/GAS对大鼠关节软骨细胞的增殖和生长有显著的影响，证明了其在软骨再生方面的前景。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115544

应用案例二

Nano Energy：同轴静电纺丝制备核壳纳米纤维，用于触觉压力传感器和纳米发电机

案例介绍：研究人员通过在同轴静电纺丝过程中加入交联剂，成功制备了PDMS离子凝胶/ PVDF-HFP的核壳纳米纤维。PDMS离子凝胶/PVDF-HFP纳米纤维传感器作为电容式压力传感器，在0.01 kPa ~ 1.5 kPa的低压范围内具有0.43 kPa−1的高灵敏度。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.12.004

小结：

通过同轴制备核壳结构纳米纤维，可以在纳米尺度上精确控制核心和壳层材料的分布，制备出具有多功能性和广泛应用前景的核壳结构纳米纤维材料。同轴纺丝虽然具有挑战性，但通过精心的技巧调整和实验验证，您定能突破难关，成功制备出核壳结构纳米纤维。