氧化石墨烯改性形状记忆纤维的片层尺寸相关性

摘要

将不同片层大小的氧化石墨烯(GO)通过电纺丝方法掺杂到左旋聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PLLA/PHBV)形状记忆复合纤维中形成GO@PLLA/PHBV复合纤维膜。通过拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热(DSC)等对复合纤维膜的形貌、结构和热性能进行了表征。采用动态热机械分析(DMA)、形状回复应力测试及光热升温实验分析了复合纤维膜的形状记忆性能。通过细胞增殖和成骨分化实验检测GO片层大小对复合纤维膜的成骨诱导作用。结果表明,小尺寸GO(sGO)的掺入对PLLA/PHBV复合纤维膜的力学增强及形状回复效果最为显著,可使拉伸杨氏模量提高约124%,形状回复应力增大约29%,形状回复率增大约47%,热响应速率提高约30倍;但在成骨诱导方面,掺入大尺寸GO(lGO)的PLLA/PHBV复合纤维膜则具有最优的成骨诱导性能,使骨髓间充质干细胞(BMSCs)中的碱性磷酸酶(ALP)分泌量提高了92%,钙沉积提高了133%。