美國北卡州立大學(xué) (NCSU)近期開發(fā)出另一種生產(chǎn)納米纖維的技術(shù) ，他們在與美國賽諾菲(Xanofi)公司協(xié)作下共同完成。據(jù)稱，這種技術(shù)開創(chuàng)了更多納米終端用戶的適用領(lǐng)域。該公司還稱，他們開發(fā)出世界上第一臺高效率，以液體為基礎(chǔ)平臺的納米纖維生產(chǎn)裝置，目前正在進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以提高產(chǎn)量。

　　利用液態(tài)機(jī)理，成就固態(tài)機(jī)理

　　早在2000年初，北卡州立大學(xué)的生物分子學(xué)專家們就利用化學(xué)實驗室內(nèi)的聚合微纖膠體加工原理研發(fā)納米纖維。賽諾菲公司已成功生產(chǎn)出納米纖維無紡布，也開發(fā)出干濕法噴射生產(chǎn)技術(shù)。隨后，他們在實踐中偶然發(fā)現(xiàn)，納米纖維的形成與熔噴和靜電紡機(jī)理完全不同，后者的生產(chǎn)是基于干態(tài)的連續(xù)性纖維，而XanoShear?的工藝原理則是工作環(huán)境為液態(tài)，所生產(chǎn)的纖維可在水中分散，并在現(xiàn)有的設(shè)備上成網(wǎng)并固化為成品。XanoShear?的其他優(yōu)點還包括可伸縮、纖維的可涂層化功能加工，以及使用較少能源的封閉式綠色生產(chǎn)系統(tǒng)，不會向環(huán)境排放任何有害物。目前從研究和開發(fā)到商業(yè)化生產(chǎn)，賽諾菲公司可為客戶提供一系列完整的半成品并成功用于醫(yī)療、過濾、吸聲和節(jié)能。

　　這種生產(chǎn)方法利用了溶劑和非溶劑相結(jié)合的方法，迫使可溶性聚合物推遲分離為固態(tài)。同時它使其從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時在拉伸過程中形成微納米條，使其變?yōu)槔w維。

　　用這種方法生產(chǎn)出來的納米纖維具有數(shù)個優(yōu)點。首先電噴長絲纖維被事先涂在表層，而XanoShear?成形纖維卻分布在液態(tài)中，形成了2-D或3-D培養(yǎng)基，由此一種非連續(xù)式纖維材料創(chuàng)造出來。其應(yīng)用領(lǐng)域從3D打印材料到食品加工，再到液態(tài)或空氣過濾和離子交換色層分離法等廣泛的領(lǐng)域。當(dāng)然，這一技術(shù)并不意味著可取代納米纖維的主要生產(chǎn)方法，即電噴法和熔噴法;而是表明，利用不同的方法可研發(fā)出更多不同的納米纖維產(chǎn)品。當(dāng)然，這類產(chǎn)品更適用于做3D打印材料。

　　獨創(chuàng)設(shè)備：足智多謀的開發(fā)鏈

　　值得注意的是，這種材料的生產(chǎn)原理與設(shè)備都非常簡單。XanoShear?起始于試管技術(shù)。開發(fā)人員原以為商業(yè)化后的機(jī)械設(shè)備應(yīng)有一臺大型洗衣機(jī)那么大，而事實上卻不是這樣。起初，他們在連續(xù)性液體流動狀態(tài)下列舉了12～13種不同的生產(chǎn)方法，但是，有一天他們卻有了意外發(fā)現(xiàn)，即發(fā)覺原XanoShear?需要很大的設(shè)備才能完成的生產(chǎn)，用一個噴霧器大小的設(shè)備竟能完成。他們真的還做到了，即用這個噴霧器生產(chǎn)出納米纖維。當(dāng)然，這并不能一蹴而就，因為大規(guī)模生產(chǎn)需要連續(xù)性。很快，他們找到了一個相當(dāng)于啤酒桶大小的容器，安裝上噴嘴就開始試產(chǎn)。此時，戲劇性的創(chuàng)造發(fā)生了。一種自動化的試驗設(shè)備依據(jù)納米纖維的基本原理很快推出，且為首次推出多功能性的自動化生產(chǎn)設(shè)備，并且依據(jù)生產(chǎn)不同的材料變換更多的球形把手。由此，生產(chǎn)量不斷擴(kuò)大。它很快形成了能生產(chǎn)多種不同納米纖維產(chǎn)品的平臺雛形。該公司開發(fā)出新型納米纖維生產(chǎn)的硬件系統(tǒng)后，很快獲得美國國家科學(xué)基金支持。

　　商業(yè)模式：與搭檔共享成就

　　盡管消息爆出后，該公司獲得大量的訂單，但他們沒有銷售機(jī)器設(shè)備和納米纖維產(chǎn)品，而是打算采取商業(yè)化模式，尋找商業(yè)搭檔，以利于自身能開發(fā)更多產(chǎn)品。他們不想把自己變?yōu)樵O(shè)備供應(yīng)商，更不想把自身變?yōu)榧{米纖維產(chǎn)品的“沃爾瑪”;若這樣，就意味著他們需要巨資修建基礎(chǔ)設(shè)施。他們最應(yīng)做的是以商業(yè)化的價格出售專利，為這種材料找到更多的新型應(yīng)用領(lǐng)域。原因在于他們擁有自己的無與倫比的開發(fā)平臺。他們所期望的是，完成80%～98%的終端生產(chǎn)，然后經(jīng)另一簡單生產(chǎn)環(huán)節(jié)既能直接進(jìn)入市場。他們都擁有知識產(chǎn)權(quán)，唯一需要的是商業(yè)銷售搭檔。這種產(chǎn)品已于2014年2月發(fā)布。

　　新型納米纖維的首推產(chǎn)品

　　據(jù) 此 開 發(fā) 的 第 一 件 納 米 纖 維 產(chǎn) 品 名 叫XanoMATRIX?，即一種完全擁有獨立路徑的3D納米蜂窩形生產(chǎn)框架，這種設(shè)備可依據(jù)需求自動伸縮和變形。在與北卡州立大學(xué)的配合下，他們又與倫敦大學(xué)和劍橋大學(xué)合作，開發(fā)出類似的其他產(chǎn)品。

　　賽諾菲公司開發(fā)的另一件產(chǎn)品是一種稱為6C鏈?zhǔn)椒罚@是一種添加劑，主要用于改善纖維的疏水性。因其疏水性少于30%，它通過化學(xué)修正，可使纖維重獲80%的疏水性。C6化學(xué)添加劑生產(chǎn)流程簡單。若與另一添加劑結(jié)合，C6則可以重獲95%的功效，而價格卻十分低廉。其他相關(guān)產(chǎn)品也在研發(fā)中，包括食品加工的玉米蛋白，稱其為生命科學(xué)產(chǎn)品。它采取親和色譜法進(jìn)行開發(fā)。