浸沒旋轉(zhuǎn)噴射紡絲裝置(IRJS)及其用途相關(guān)申請本申請涉及2013年2月13日提交的美國臨時申請?zhí)?1/764349和2013年6月21日提交的美國臨時申請?zhí)?1/837779，其各自的全部內(nèi)容通過引用在此并入。政府支持本發(fā)明全部或部分由國家科學(xué)基金會授予的DMR-0213805號撥款支持。美國政府對本發(fā)明享有一定權(quán)利。

背景技術(shù)：
電紡絲是制造聚合物纖維的常用的常規(guī)方法。電紡絲使用高壓在針尖處的聚合物溶液液滴與收集裝置之間產(chǎn)生電場。電源的一個電極置于溶液中，而另一個電極則連接到收集裝置。這向聚合物溶液液滴施加靜電力。電場隨電壓上升而增強(qiáng)，因而增大作用于針尖處聚合物溶液懸垂液滴上的力的大小。增加的靜電力作用于與液滴表面張力相反的方向，導(dǎo)致液滴伸長，形成稱為泰勒錐的錐形。當(dāng)靜電力克服液滴表面張力時，聚合物溶液的帶電連續(xù)噴射流從該錐射出。聚合物溶液噴射流向著收集裝置加速，混亂地抖動和彎曲(whippingandbendingwildly)。隨著溶液離開針并向著收集裝置移動，噴射流隨溶劑蒸發(fā)而快速變薄和干燥。在接地的收集裝置的表面上沉積了隨機(jī)取向的固體聚合物纖維的無紡墊。Zufan(2005)FinalRETReport；Xie，J.W.等(2008)MacromolecularRapidCommunications29(22):1775-1792；Reneker，D.H.等，(2007)AdvancesinAppliedMechanics41:43-195；Dzenis，Y.(2004)Science304(5679):1917-1919；Rutledge，G.C.和Yu，J.H.(2007)“Electrospinning”InEncyclopediaofPolymerScienceandTechnology，JohnWiley&Sons:NewJersey；Krogman，K.C.等(2009)NatureMaterials8(6):512-518；Pham，Q.P.等(2006)TissueEngineering12(5):1197-1211；Boland，E.D.等(2001)JournalofMacromolecularScience-PureandAppliedChemistry38(12):1231-1243；Teo，W.E.和Ramakrishna，S.(2006)Nanotechnology17(14):R89-R106；Li，D.；Xia，Y.N.(2004)AdvancedMaterials16(14):1151-1170；Greiner，A.和Wendorff，J.H.(2007)AngewandteChemie-InternationalEdition46(30):5670-5703。存在多項(xiàng)與電紡絲有關(guān)的缺陷，例如，低生產(chǎn)速率、需要高壓電場、要求精確的溶液電導(dǎo)率和需要用于產(chǎn)生對齊(aligned)的纖維結(jié)構(gòu)的額外裝置。Lia和Xia(2004)AdvancedMaterials16:1151-1170；Weitz等(2008)NanoLetters8:1187–1191；Arumuganathar，S.和Jayasinghe，S.N.(2008)Biomacromolecules9(3):759-766。克服與電紡絲有關(guān)的缺陷的裝置及方法已經(jīng)在例如美國專利公布號US2012/0135448和PCT公布號WO2012/068402中記載。這些裝置被稱為旋轉(zhuǎn)噴射紡絲裝置(RJS)，并允許容易地制造微米、亞微米和納米尺度的聚合物纖維。RJS裝置允許基本上通過將聚合物溶液經(jīng)儲室孔口噴射到空氣中來形成聚合物纖維。隨著材料溶液中的溶劑快速蒸發(fā)，空氣阻力將噴射流延展并伸長為纖維。不管怎樣，在緩慢蒸發(fā)溶劑例如水性溶劑的情況下和在儲室以低旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的情況下，材料噴射流所經(jīng)受的空氣阻力可能不足以在它們到達(dá)收集裝置前蒸發(fā)一定的溶劑。另外，單獨(dú)的空氣阻力不足以在聚合物需要接觸交聯(lián)(on-contactcrosslinking)、沉淀和/或空氣中伸長與接觸交聯(lián)或沉淀的組合的情況下制備聚合物纖維。因此，使用水溶性聚合物和/或例如需要接觸交聯(lián)和/或沉淀的聚合物溶液制造聚合物纖維來形成物理和化學(xué)穩(wěn)定的聚合物纖維仍然是具有挑戰(zhàn)性的。因此，本領(lǐng)域需要用于制造聚合物纖維例如納米纖維的改進(jìn)系統(tǒng)、裝置和方法。發(fā)明概述本發(fā)明提供用于制造具有微米、亞微米或納米尺度的三維聚合物纖維的系統(tǒng)、裝置和方法，以及所產(chǎn)生的聚合物纖維和使用該聚合物纖維的方法。根據(jù)一個示例性實(shí)施方式，提供用于形成一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的裝置。裝置包括容納聚合物溶液的儲室。儲室包括具有一個或多個用于從儲室噴射聚合物溶液以形成纖維的孔口的表面。裝置還包括配置為賦予儲室旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致聚合物溶液從儲室經(jīng)一個或多個孔口噴射的運(yùn)動發(fā)生器。裝置還包括容納液體并被配置和安置為接收從儲室噴射的聚合物液體的收集裝置。儲室和收集裝置被安置以使得儲室的一個或多個孔口浸沒在收集裝置中的液體中。聚合物溶液噴射到收集裝置中的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成。根據(jù)另一個示例性實(shí)施方式，提供用于形成一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的裝置。裝置包括用于容納聚合物及包括具有一個或多個用于噴射聚合物以形成纖維的孔口的外表面的儲室。裝置可進(jìn)一步包括可與儲室偶聯(lián)的第一運(yùn)動發(fā)生器，第一運(yùn)動發(fā)生器被配置為賦予儲室旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以導(dǎo)致聚合物經(jīng)一個或多個孔口噴射。裝置可進(jìn)一步包括容納液體的收集裝置(收集裝置被配置和安置為接收從儲室噴射的聚合物)，可與收集裝置偶聯(lián)的第二運(yùn)動發(fā)生器(第二運(yùn)動發(fā)生器被配置為賦予收集裝置中的液體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以產(chǎn)生包括氣隙的液體渦旋)，其中儲室和收集裝置被安置以使得儲室的一個或多個孔口定位在收集裝置中液體渦旋的氣隙中；和其中聚合物噴射到氣隙中和接著到收集裝置中的液體渦旋的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成。氣隙可位于收集裝置中的液體渦旋的中心。第一和第二運(yùn)動發(fā)生器可賦予相同或相反旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在一個實(shí)施方式中，儲室的一個或多個孔口不與收集裝置中的液體接觸。在一個實(shí)施方式中，氣隙沿著液體渦旋的中心軸形成并緊靠液體渦旋中液體的頂表面，和其中儲室的一個或多個孔口被安置在收集裝置中液體的頂表面的最高水平之下。在一個實(shí)施方式中，第一運(yùn)動發(fā)生器是發(fā)動機(jī)。在一個實(shí)施方式中，第二運(yùn)動發(fā)生器是攪拌棒。在一個實(shí)施方式中，攪拌棒具有約2英寸到約4英寸的長度。在一個實(shí)施方式中，收集裝置中液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為約200到約1500rpm。在一個實(shí)施方式中，收集裝置中液體的體積為約2升。在一個實(shí)施方式中，第二運(yùn)動發(fā)生器是排水系統(tǒng)，其通過經(jīng)排水系統(tǒng)排出液體來賦予液體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一個或多個孔口可以以約0.01cm到約8.0cm的距離與液體渦旋中的液體水平隔開。在一個實(shí)施方式中，一個或多個孔口可以以約3.0cm到約6.0cm的距離與液體渦旋中的液體水平隔開。在一個實(shí)施方式中，聚合物噴射到氣隙中和接著到液體渦旋的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的沉淀。在另一個實(shí)施方式中，聚合物噴射到氣隙中和接著到液體渦旋的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的交聯(lián)。在一個實(shí)施方式中，液體包含一種或多種細(xì)胞，和其中聚合物到噴射氣隙中和接著到液體渦旋的液體中導(dǎo)致形成具有陷在其中的一種或多種細(xì)胞的一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。在一個實(shí)施方式中，示例性纖維形成裝置進(jìn)一步包括第一控制機(jī)構(gòu)，其被配置為控制由第一運(yùn)動發(fā)生器賦予的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的速度，和第二控制機(jī)構(gòu)，其被配置為控制由第二運(yùn)動發(fā)生器賦予的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的速度。在一個實(shí)施方式中，第一運(yùn)動發(fā)生器還被配置為賦予儲室線性振蕩運(yùn)動。收集裝置中的液體可以以約200rpm或以上，例如約200rpm到約1500rpm旋轉(zhuǎn)。根據(jù)另一個示例性實(shí)施方式，提供使用示例性纖維形成裝置制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的方法。該方法可包括提供所述裝置，使用運(yùn)動發(fā)生器來將儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚合物溶液以一個或多個噴射流噴射，和在容納在收集裝置中的液體中收集聚合物的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合纖維的形成。根據(jù)另一個示例性實(shí)施方式，提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的方法。該方法包括提供溶液中的聚合物，將溶液中的聚合物圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚合物溶液以一個或多個噴射流噴射，和在液體中收集聚合物的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成。本發(fā)明還提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的方法。該方法包括提供溶液中的聚合物，將溶液中的聚合物圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚合物溶液以一個或多個噴射流噴射，在用于收集聚合物的一個或多個噴射流的收集裝置中產(chǎn)生液體渦旋，液體渦旋包括中心氣隙，和在收集裝置中收集聚合物的一個或多個噴射流，其中一個或多個噴射流被噴射最初經(jīng)過液體渦旋的氣隙和接著經(jīng)過收集裝置的液體渦旋中的液體，其中聚合物噴射到氣隙中和接著到收集裝置中的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成。在另一方面，本發(fā)明提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的方法。該方法包括提供本發(fā)明的裝置，使用第一運(yùn)動發(fā)生器來將儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚合物以一個或多個噴射流噴射，使用第二運(yùn)動發(fā)生器來旋轉(zhuǎn)收集裝置中的液體以產(chǎn)生液體渦旋，和在液體渦旋的氣隙中并接著在收集裝置的液體渦旋的液體中收集聚合物的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合纖維的形成。示例性實(shí)施方式中的儲室的旋轉(zhuǎn)速度的范圍可以從約1,000rpm到約400,000rpm，例如，約1,000、3,000、5,000、10,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000、100,000、105,000、110,000、115,000、120,000、125,000、130,000、135,000、140,000、145,000、150,000rpm、約200,000rpm、250,000rpm、300,000rpm、350,000rpm或約400,000rpm。上文記載的范圍與值的中間范圍和中間值也設(shè)想是本發(fā)明的部分。一些示例性實(shí)施方式中可以使用的示例性孔口長度范圍在約0.001m和約0.1m之間，例如，約0.0015、0.002、0.0025、0.003、0.0035、0.004、0.0045、0.005、0.0055、0.006、0.0065、0.007、0.0075、0.008、0.0085、0.009、0.0095、0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05、0.055、0.06、0.065、0.07、0.075、0.08、0.085、0.09、0.095或約0.1m。上文記載的范圍與值的中間范圍和中間值也設(shè)想是本發(fā)明的部分。一些示例性實(shí)施方式中可以使用的示例性孔口直徑范圍在約0.05μm和約1000μm之間，例如，約0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.225、0.25、0.275、0.3、0.325、0.35、0.375、0.4、0.425、0.45、0.475、0.5、0.525、0.55、0.575、0.6、0.625、0.65、0.675、0.7、0.725、0.75、0.075、0.8、0.825、0.85、0.825、0.9、0.925、0.95、0.975、1.0、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或約1000μm。上文記載的范圍與值的中間范圍和中間值也設(shè)想是本發(fā)明的部分。儲室可進(jìn)一步包括在儲室的一個或多個孔口的第一孔口上提供的第一噴嘴。在一個實(shí)施方式中，第一噴嘴具有與第一孔口的截面構(gòu)型不同的截面構(gòu)型。在一個實(shí)施方式中，第一噴嘴增加所形成的纖維的表面積。在另一個實(shí)施方式中，第一噴嘴卷積所形成的纖維的表面形貌。在一個實(shí)施方式中，第一噴嘴在所形成的纖維的表面上產(chǎn)生一個或多個結(jié)構(gòu)特征。在一個實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)特征的大小范圍從約1納米到約500納米，例如，約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450或500納米。在一個實(shí)施方式中，所形成的微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維例如使用掃描電子顯微鏡成像。在示例性裝置及方法中使用的適合的聚合物包括水溶性聚合物(即，在緩慢蒸發(fā)的溶劑例如水性溶劑中溶解的聚合物)，需要接觸交聯(lián)的聚合物(例如，藻酸鹽)，和/或不能容易地以足夠高的濃度溶解而提供用于隨機(jī)纏繞和溶劑蒸發(fā)的足夠粘性以形成聚合物纖維的聚合物(例如，脫氧核糖核酸、聚氨酯-聚脲共聚物和聚丙烯腈)，和/或需要沉淀的聚合物(例如，脫氧核糖核酸)，和/或以低濃度(例如，低于2％)溶于水的聚合物，和/或同時需要空氣中延伸和沉淀的聚合物(例如，聚酰胺，例如，液晶聚合物，例如，聚對苯二甲酰對苯二胺和聚(對亞苯基苯并雙噁唑))。適合的聚合物可以是生物相容的或非生物相容的，合成的或天然的，例如生物生成的聚合物，例如，蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)、核酸或其組合。需要接觸交聯(lián)的示例性聚合物包括，例如，藻酸鹽、明膠、膠原蛋白、脫乙酰殼多糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、淀粉和聚環(huán)氧乙烷、其共聚物和衍生物。需要沉淀的示例性聚合物包括，例如，脫氧核糖核酸、核糖核酸。需要空氣中延伸和沉淀的示例性聚合物包括，例如，聚酰胺，例如，液晶聚合物，例如聚對苯二甲酰對苯二胺，例如，1,4-亞苯基-二胺(對苯二胺)和對苯二甲酰氯，和聚(對亞苯基苯并雙噁唑)。在本文中提供的裝置及方法中使用的適合的聚合物不包括那些可溶于高度揮發(fā)性溶劑(即，具有低沸點(diǎn)和高蒸汽壓的液體)的聚合物，高度揮發(fā)性溶劑例如氯仿，約90、95或約100％的乙醇，DMF(例如，約60、65、70、75、80、85、90、95或100％DMF)、丙酮、二氯甲烷和乙醚。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明的裝置及方法的聚合物可以是兩種或更多種聚合物和/或兩種或更多種共聚物的混合物。在一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明的裝置及方法的聚合物可以是一種或多種聚合物和或多種共聚物的混合物。在另一個實(shí)施方式中，用于本發(fā)明的裝置及方法的聚合物可以是一種或多種合成聚合物和一種或多種天然存在的聚合物的混合物。在一個實(shí)施方式中，聚合物作為聚合物溶液，即溶解在適當(dāng)?shù)娜芤褐械木酆衔镞M(jìn)料到儲室中。在這個實(shí)施方式中，方法可進(jìn)一步包括在將聚合物進(jìn)料到儲室中之前將聚合物溶解在溶劑中?；蛘?，聚合物可以作為聚合物熔融物進(jìn)料到儲室中，且因而在一個實(shí)施方式中，儲室被加熱到適合于熔化聚合物的溫度，例如，加熱到約100℃-300℃、100℃-200℃、約150-300℃、約150-250℃、或約150-200℃、200℃-250℃、225℃-275℃、220℃-250℃，或約100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295或約300℃的溫度。上文記載的溫度范圍的中間范圍和中間溫度也是本發(fā)明的部分。在這類實(shí)施方式中，儲室可進(jìn)一步包括加熱元件。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，形成多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。該多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維可以具有相同直徑或不同直徑。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法導(dǎo)致制造具有約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、33、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000納米、10、20、30、40或約50微米的直徑的微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法導(dǎo)致制造多種對齊的(例如，單軸對齊的)微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維與另外的試劑接觸，例如，多種活細(xì)胞，例如，肌肉細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞；生物活性劑，例如，親脂性肽、脂質(zhì)、核苷酸；熒光粉子、金屬、陶瓷、納米顆粒和藥學(xué)活性劑。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，與活細(xì)胞接觸的聚合物纖維在適合的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間直至例如產(chǎn)生活組織。在再其他的實(shí)施方式中，聚合物在制造方法過程中與活細(xì)胞接觸使得產(chǎn)生細(xì)胞群居(populated)于其中的纖維或(部分或完全)被細(xì)胞包圍的纖維。聚合物還可以在制造過程中與另外的試劑接觸，例如蛋白質(zhì)、核苷酸、脂質(zhì)、藥物、藥學(xué)活性劑、殺生物劑和抗微生物劑，以使得產(chǎn)生包含這些試劑的功能性微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。例如，可以通過在包含維持細(xì)胞存活力的濃度的氯化鈣且足以交聯(lián)藻酸鹽聚合物的細(xì)胞培養(yǎng)基溶液中提供活細(xì)胞來制造包含活細(xì)胞的藻酸鹽纖維。在其他方面，本發(fā)明提供使用本發(fā)明的方法及裝置產(chǎn)生的聚合物纖維，以及包括本發(fā)明的聚合物纖維的組織、膜、濾器、生物保護(hù)織物、生物傳感器裝置、食品和藥物遞送裝置。在另一方面，本發(fā)明提供用于識別調(diào)節(jié)組織功能的化合物的方法。該方法包括，提供根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的組織；將組織與測試化合物接觸；和在存在與不存在測試化合物的情況下測定測試化合物對組織功能的影響，其中與在不存在測試化合物的情況下的組織功能相比較，在測試化合物存在的情況下的組織功能的調(diào)節(jié)指示測試化合物調(diào)節(jié)組織功能，由此識別調(diào)節(jié)組織功能的化合物。在又一個方面，本發(fā)明提供用于識別可用于治療或預(yù)防組織疾病的化合物的方法。該方法包括，提供根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的組織；將組織與測試化合物接觸；和在存在與不存在測試化合物的情況下測定測試化合物對組織功能的影響，其中與在不存在測試化合物的情況下的組織功能相比較，在所述測試化合物存在的情況下組織功能的調(diào)節(jié)指示測試化合物調(diào)節(jié)組織功能，由此識別可用于治療或預(yù)防組織疾病的化合物。組織功能可以是任何適合的與特定組織類型相關(guān)的生理學(xué)活性，例如，生物力學(xué)活性，例如，收縮性、細(xì)胞應(yīng)激、細(xì)胞脹脹和剛性，或電生理學(xué)活性。在一個實(shí)施方式中，方法包括向組織施加刺激。在一個實(shí)施方式中，多種活組織同時與測試化合物接觸。在一個方面，本發(fā)明提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的方法。該方法包括提供聚對苯二甲酰對苯二胺溶液；將聚對苯二甲酰對苯二胺溶液圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺溶液以一個或多個噴射流噴射；和在水中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的形成。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的方法。該方法包括提供本發(fā)明的裝置；使用運(yùn)動發(fā)生器使儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺以一個或多個噴射流噴射；和在容納在收集裝置中的液體中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的形成，其中液體是水。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片的方法。該方法包括提供聚對苯二甲酰對苯二胺溶液；將聚對苯二甲酰對苯二胺溶液圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺溶液以一個或多個噴射流噴射；和在水中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流以導(dǎo)致形成包含聚對苯二甲酰對苯二胺的微米、亞微米或納米尺度纖維的薄片。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片的方法。該方法包括提供本發(fā)明的裝置；使用運(yùn)動發(fā)生器使儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺以一個或多個噴射流噴射；和在容納在收集裝置中的液體中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的形成，其中液體是水。在一個方面，本發(fā)明提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的方法。該方法包括提供聚對苯二甲酰對苯二胺溶液；將聚對苯二甲酰對苯二胺溶液圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺溶液以一個或多個噴射流噴射；在用于收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流的收集裝置中產(chǎn)生液體渦旋，液體渦旋包括中心氣隙；和在收集裝置中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流，其中一個或多個噴射流被噴射最初經(jīng)過液體渦旋的氣隙和接著經(jīng)過收集裝置的液體渦旋中的液體；其中聚對苯二甲酰對苯二胺噴射到氣隙中和接著到收集裝置的液體中導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的形成，其中液體是水。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的方法。該方法包括提供本發(fā)明的裝置；使用第一運(yùn)動發(fā)生器使儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺以一個或多個噴射流噴射；使用第二運(yùn)動發(fā)生器來旋轉(zhuǎn)收集裝置中的液體以產(chǎn)生液體渦旋；和在液體渦旋的氣隙中并接著在收集裝置的液體渦旋的液體中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的形成，其中液體是水。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片的方法。該方法包括提供聚對苯二甲酰對苯二胺溶液；將聚對苯二甲酰對苯二胺溶液圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺溶液以一個或多個噴射流噴射；在用于收集聚對苯二甲酰對苯二胺的一個或多個噴射流的收集裝置中產(chǎn)生液體渦旋，液體渦旋包括中心氣隙；和在收集裝置中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的噴射流，其中一個或多個噴射流被噴射最初經(jīng)過液體渦旋的氣隙和接著經(jīng)過收集裝置的液體渦旋中的液體；其中聚對苯二甲酰對苯二胺噴射到氣隙中和接著到收集裝置的液體中導(dǎo)致形成微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的薄片，其中液體是水。在另一個方面，本發(fā)明提供用于制造聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片的方法。該方法包括提供本發(fā)明的裝置；使用第一運(yùn)動發(fā)生器使儲室圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以導(dǎo)致聚對苯二甲酰對苯二胺噴射為噴射流；使用第二運(yùn)動發(fā)生器來旋轉(zhuǎn)收集裝置中的液體以產(chǎn)生液體渦旋；和在液體渦旋的氣隙中并接著在收集裝置的液體渦旋的液體中收集聚對苯二甲酰對苯二胺的噴射流以導(dǎo)致一種或多種微米、亞微米或納米尺度的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的形成，其中液體是水。在一個方面，本發(fā)明提供根據(jù)本發(fā)明的方法制造的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維和薄片。在一個方面，本發(fā)明提供使用本發(fā)明的裝置制造的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維和薄片。在一個方面，本發(fā)明提供包括根據(jù)本發(fā)明的方法制造的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維或聚對苯二甲酰對苯二胺薄片的織物。在一個實(shí)施方式中，聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片在個體纖維之間具有約300到約1000nm的間距。在另一個實(shí)施方式中，聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片中包括的納米纖維的平均直徑具有約0.5到約5μm的平均直徑。在另一個實(shí)施方式中，聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的薄片具有約0.1到約100cm的厚度。在另一個方面，本發(fā)明提供個人保護(hù)裝置(例如，防彈背心和/或防刺背心)，運(yùn)動服(例如，手套、襯衫)，其使用前述聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維和薄片制成。附圖簡述通過參考與所附附圖相結(jié)合的下列描述，示例性實(shí)施方式的前述和其他目的、方面、特征和優(yōu)勢將更明顯和可以被更好地理解，其中：圖1說明了用于形成微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的示例性纖維形成裝置。圖2是說明用于提供示例性纖維形成裝置的示例性方法的流程圖。圖3是說明用于使用示例性纖維形成裝置的示例性方法的流程圖。圖4A-4F說明了使用示例性纖維形成裝置及方法制造的各向同性與各向異性的脫氧核糖核酸纖維。5％DNA溶液在30％乙醇溶液中制備，以16000rpm旋轉(zhuǎn)到收集裝置內(nèi)的95％乙醇溶液中。圖5A-5E說明了用于從脫氧核糖核酸(DNA)溶液制造聚合物纖維的示例性方法。溶于7:3的水:乙醇混合物中的5％DNA溶液以16000rpm旋轉(zhuǎn)到收集裝置內(nèi)的95％乙醇溶液中。圖6A與6B是通過示例性設(shè)備及方法產(chǎn)生的(a)DNA納米纖維與(b)藻酸鹽納米纖維在對齊前的宏觀圖像。圖7A與7B是(a)DNA納米纖維與(b)藻酸鹽納米纖維的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。對于圖6和7，DNA納米纖維使用溶解于7:3的水:乙醇混合物中的5％DNA溶液并以16000rpm旋轉(zhuǎn)到收集裝置內(nèi)的95％乙醇溶液中來制造，和藻酸鹽納米纖維使用在水中制備的5％藻酸鹽溶液并以80000rpm下旋轉(zhuǎn)到收集裝置內(nèi)的1％CaCl2溶液中來制備。圖8說明了用于形成微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的示例性纖維形成裝置。圖9描述了在用于形成微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的圖8中所示示例性纖維形成裝置的收集裝置中包括氣隙的液體渦旋的產(chǎn)生。圖10A-10E是通過本發(fā)明的示例性裝置及方法產(chǎn)生的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。圖11A是來自DuPont的聚對苯二甲酰對苯二胺織物和通過本發(fā)明的示例性裝置及方法產(chǎn)生的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維薄片的圖像。圖11B-11D是來自DuPont的聚對苯二甲酰對苯二胺織物(11B，左，和11C)和通過本發(fā)明的示例性裝置及方法產(chǎn)生的聚對苯二甲酰對苯二胺納米纖維薄片(11B，右，和11D)在刺破試驗(yàn)后的圖像。圖11E與11F是描述了纖維編織的來自DuPont的聚對苯二甲酰對苯二胺織物的圖像。發(fā)明詳述雖然此前已經(jīng)描述了采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的用于生產(chǎn)聚合物纖維的裝置及方法(參見例如美國專利公開號2012/0135448和PCT公開號WO2012/068402)，但使用水溶性聚合物和/或需要接觸交聯(lián)和/或沉淀的聚合物溶液制造聚合物纖維以形成物理和化學(xué)穩(wěn)定的聚合物纖維仍然是具有挑戰(zhàn)性的。例如，直到本發(fā)明，使用在緩慢蒸發(fā)的溶劑例如水性溶劑中溶解的聚合物，從需要接觸交聯(lián)的聚合物(例如，藻酸鹽)和/或不能容易地以足夠高的濃度溶解來提供用于隨機(jī)纏繞和溶劑蒸發(fā)的足夠粘性以形成聚合物纖維的聚合物(例如，脫氧核糖核酸、聚氨酯-聚脲共聚物和聚丙烯腈)，和/或需要沉淀的聚合物(例如，脫氧核糖核酸)，和/或以低濃度溶于水以形成聚合物纖維的聚合物，和/或同時需要在空氣中延伸和沉淀的聚合物(例如，聚酰胺，例如，液晶聚合物，例如，聚對苯二甲酰對苯二胺和聚(對亞苯基苯并雙噁唑))來形成聚合物纖維是挑戰(zhàn)性的。因此，本發(fā)明通過提供一般包括經(jīng)旋轉(zhuǎn)儲室的一個或多個孔口將聚合物溶液擠出到液體中以使得在與收集裝置中的液體接觸時固化并形成聚合物纖維的裝置及方法解決了這些問題。在一些實(shí)施方式中，儲室的孔口可以全部或部分浸沒在收集裝置中的液體中以將聚合物從儲室直接噴射到液體中。在其他實(shí)施方式中，儲室的孔口被安置在收集裝置的孔口上方以使得從孔口擠出的聚合物在接觸收集裝置中的液體之前先接觸空氣。示例性實(shí)施方式提供了用于形成微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維而不使用電場例如高壓電場來形成聚合物纖維的改進(jìn)的系統(tǒng)、裝置和方法。示例性實(shí)施方式利用賦予聚合物儲室離心或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來將聚合物經(jīng)儲室中的一個或多個孔口噴射。在一些實(shí)施方式中，聚合物被直接噴射到容納在收集裝置中的液體中以用于固化和聚合物纖維的形成。在其他實(shí)施方式中，聚合物被噴射到通過在收集裝置的液體中產(chǎn)生液體渦旋而產(chǎn)生的氣隙中。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)聚合物與容納在收集裝置中的液體接觸時，兩種材料之間的相互作用導(dǎo)致聚合物的沉淀和/或交聯(lián)。示例性實(shí)施方式還使得能夠調(diào)節(jié)聚合物纖維的取向、對齊與直徑。術(shù)語“纖維”和“聚合物纖維”在本文中可互換地使用，并且兩個術(shù)語都是指具有微米、亞微米或納米尺度的纖維?！盎瘜W(xué)和物理穩(wěn)定的聚合物纖維”是基本上不表現(xiàn)出強(qiáng)度的損失(通過例如單軸拉伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)測量的)和/或在具有培養(yǎng)基或細(xì)胞的培養(yǎng)物中的降解率的損失(通過例如纖維隨時間的重量測量的)的跡象的纖維。示例性裝置及方法可用于形成單一的連續(xù)聚合物纖維或具有相同或不同直徑的多個聚合物纖維，例如，約25納米到約50微米，約100納米到約1微米，約500納米到約100微米，25微米到約100微米，或約5、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、33、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000納米、10、20、30、40或約50微米的直徑。所述的直徑中間的大小與范圍也是本發(fā)明的部分。使用本發(fā)明的方法及裝置形成的聚合物纖維可以是任意長度。在一個實(shí)施方式中，聚合物纖維的長度取決于裝置在運(yùn)動中的時間長度和/或進(jìn)料到系統(tǒng)中的聚合物的量。例如，聚合物纖維可以為約1納米、約10英尺或約500碼。另外，可以使用任意適合的工具將聚合物纖維切割為期望的長度。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法及裝置每小時產(chǎn)出約0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或約15克的聚合物纖維。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，形成多種微米、亞微米或納米尺度的聚合物纖維。該多種微米、亞微米或納米尺度的聚合物纖維可以具有相同直徑或不同直徑。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法導(dǎo)致制造多種對齊的(例如，單軸對齊的)微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維，例如聚合物纖維的薄片。根據(jù)本文所公開的方法生產(chǎn)的纖維可以例如用作細(xì)胞外基質(zhì)使，并且與細(xì)胞一起還可用于形成工程化組織。這種組織不僅可用于生產(chǎn)假體裝置和再生醫(yī)藥，還可用于研究組織發(fā)育生理學(xué)和疾病病理學(xué)，以及用于藥物開發(fā)和毒性測試。本發(fā)明的聚合物纖維還可與其他物質(zhì)例如治療劑結(jié)合，以將這種物質(zhì)遞送到聚合物纖維應(yīng)用或植入的位點(diǎn)。根據(jù)本文所公開的方法生產(chǎn)的聚合物纖維還可用于生產(chǎn)食品、線、織物、膜和過濾器。A.示例性纖維形成裝置示例性實(shí)施方式提供了用于通過賦予材料溶液旋轉(zhuǎn)和/或線性運(yùn)動從材料溶液形成三維微米、亞微米或納米尺度纖維的系統(tǒng)、裝置和方法。在示例性實(shí)施方式中，裝置基本上沒有電場，并且不需要電場來生成聚合物纖維。在一些實(shí)施方式中，裝置沒有針。示例性纖維形成裝置及方法可用于從一系列材料制造纖維。示例性材料包括需要接觸交聯(lián)的聚合物(例如，藻酸鹽)和/或來自不能容易地以足夠高的濃度溶解來為隨機(jī)纏繞和溶劑蒸發(fā)提供足夠粘性以形成聚合物纖維的聚合物(例如，脫氧核糖核酸、聚氨酯-聚脲共聚物和聚丙烯腈)，和/或需要沉淀的聚合物(例如，脫氧核糖核酸)，和/或以低濃度溶于水以形成聚合物纖維的聚合物，和/或同時需要空氣中延伸和沉淀的聚合物(例如，聚酰胺，例如，液晶聚合物，例如，聚對苯二甲酰對苯二胺和聚(對亞苯基苯并雙噁唑))。示例性纖維形成裝置可以具有許多應(yīng)用，包括，但不限于，聚合物纖維大規(guī)模生產(chǎn)、超對齊(ultra-aligned)支架的生產(chǎn)、用于體外組織工程應(yīng)用的生物功能性支架、用于體內(nèi)組織工程應(yīng)用的生物功能性支架、生物功能性縫合線、超強(qiáng)纖維和織物的生產(chǎn)、生物功能性蛋白質(zhì)或聚合物纖維、保護(hù)性服裝或覆蓋物等。在圖1所說明的示例性纖維形成裝置100中，提供一個或多個儲室102以容納用于形成聚合物纖維的一種或多種材料溶液(例如，溶液中的聚合物)。儲室102可包括用于為材料溶液提供到達(dá)儲室102外部的出口的一個或多個孔口或開口104。纖維形成裝置100包括用于收集經(jīng)儲室102的孔口104噴射的纖維的一個或多個收集裝置106，例如，燒杯、桶、盤、筒、鼓等。收集裝置106可容納使得聚合物纖維在材料溶液與液體例如水、乙醇(例如，約30、35、40、45、50、55、60、65或約70％乙醇)、DMF(例如，約20、25、30、35、40、45或50％DMF)氯化鈣、N-甲基-吡咯烷酮和氯化鈣、硫酸等接觸時能夠沉淀和/或接觸交聯(lián)的液體。在圖1所說明的示例性實(shí)施方式中，收集裝置106和儲室102被配置和安置以使得儲室102的孔口104至少部分浸沒在收集裝置106中的液體中?？卓?04可部分或完全浸沒在收集裝置106中的液體中。在示例性實(shí)施方式中，收集裝置106被垂直布置在儲室102下方。示例性纖維形成裝置100的配置在孔口104處產(chǎn)生儲室102中的材料溶液與收集裝置106中的液體之間的液-液界面。液-液界面在一些實(shí)施方式中可以沒有環(huán)境空氣?？卓?04處的液-液界面導(dǎo)致材料溶液從孔口104噴射以直接進(jìn)入容納在收集裝置106中的液體，這導(dǎo)致固化和一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成。雖然圖1所說明的示例性收集裝置106表示為靜止，其他示例性收集裝置可以是移動的，例如旋轉(zhuǎn)和/或振蕩。在一些示例性實(shí)施方式中，收集裝置106的線性或旋轉(zhuǎn)速率可以在纖維形成期間保持為基本上恒定，或者可以在纖維形成期間提高或降低。收集裝置106的示例性線性速率在一些實(shí)施方式中可以是從約5m/s到約40m/s的范圍，但不限于該示例性范圍。儲室102可以直接或間接與賦予儲室102運(yùn)動的一個或多個運(yùn)動發(fā)生器偶聯(lián)，例如，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)等。賦予儲室102的運(yùn)動可以被配置為在中部時間內(nèi)賦予儲室102中的材料溶液充分的剪切力，使得材料溶液從儲室102噴射或擠出，由此形成一種或多種微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維。示例性實(shí)施方式可以使用不同的運(yùn)動發(fā)生器組合以產(chǎn)生和控制通過儲室102的運(yùn)動形成的纖維的所期望的編織和/或?qū)R。在一個實(shí)施方式中，可以使用運(yùn)動發(fā)生器以賦予儲室102旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以使得儲室102圍繞旋轉(zhuǎn)中心軸R旋轉(zhuǎn)。可以根據(jù)美國專利公開號US2012/0135448和PCT公開號WO2012/068402中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動發(fā)生器的公開內(nèi)容來提供示例性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動發(fā)生器，其各自全部內(nèi)容通過引用在此并入。在另一個實(shí)施方式中，可以使用運(yùn)動發(fā)生器以賦予儲室102線性運(yùn)動以使得儲室102沿中心軸R來回移動。在另一個實(shí)施方式中，運(yùn)動發(fā)生器可以賦予儲室102旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和線性運(yùn)動二者。在其他示例性實(shí)施方式中，運(yùn)動發(fā)生器110可以賦予儲室102其他類型的運(yùn)動，例如，不規(guī)則運(yùn)動、復(fù)雜運(yùn)動模式、沿不同軸的線性運(yùn)動，圍繞不同軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在線性和旋轉(zhuǎn)之間變化的運(yùn)動等。可以使用可靠并有效地將發(fā)生器產(chǎn)生的運(yùn)動傳遞到儲室102的一種或多種機(jī)械偶聯(lián)構(gòu)件，例如桿、活塞等，將儲室102與運(yùn)動發(fā)生器偶聯(lián)。運(yùn)動發(fā)生器可以與供應(yīng)電力以為發(fā)生器提供動力的電源(未示出)偶聯(lián)，例如，電源干線或一個或多個電池。在運(yùn)行中，隨著動力發(fā)生器以旋轉(zhuǎn)方式移動或以線性方式來回移動儲室102，儲室102中的材料溶液的慣性對抗運(yùn)動發(fā)生器和儲室102的運(yùn)動。這導(dǎo)致材料溶液相逆于儲室102的一個或多個壁拉動和經(jīng)存在于壁上的一個或多個孔口104噴射或擠出。材料溶液在其經(jīng)孔口104拉動時形成一個或多個噴射流。噴射流經(jīng)孔口104離開儲室102并進(jìn)入容納在收集裝置106中的液體中。材料噴射流與液體的相互作用導(dǎo)致微米、亞微米或納米尺度聚合物纖維的形成和固化。在一些情況下，材料噴射流與液體的相互作用導(dǎo)致聚合物纖維的沉淀和/或接觸交聯(lián)。在替代性實(shí)施方式中，可以加壓儲室102以從儲室經(jīng)一個或多個孔口104噴射聚合物材料。例如，可以將機(jī)械加壓器應(yīng)用于儲室的一個或多個表面以減小儲室的體積，并由此從儲室噴射出材料。在另一個示例性實(shí)施方式中，可以將流體壓力引入到儲室中以加壓儲室的內(nèi)部體積，并由此從儲室噴射出材料。在使用運(yùn)動的示例性實(shí)施方式中，儲室102的線性或旋轉(zhuǎn)速率可以在纖維形成期間保持為基本上恒定，或者可以在纖維形成期間提高或降低。示例性實(shí)施方式中儲室102的旋轉(zhuǎn)速度范圍可以從約1,000rpm-40,000rpm，例如，約1,000rpm到約40,000rpm，約1,000rpm到約20,000rpm，約3,000rpm-90,000rpm，約3,000rpm-50,000rpm，約3,000rpm-25,000rpm，約5,000rpm-20,000rpm，約5,000rpm到約15,000rpm，約50,000rpm到約100,000rpm，或約50,000rpm到約400,000rpm，例如約1,000、1,500、2,000、2,500、3,000、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500、9,000、9,500、10,000、10,500、11,000、11,500、12,000、12,500、13,000、13,500、14,000、14,500、15,000、15,500、16,000、16,500、17,000、17,500、18,000、18,500、19,000、19,500、20,000、20,500、21,000、21,500、22,000、22,500、23,000、23,500、24,000、32,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000、100,000、105,000、110,000、115,000、120,000、125,000、130,000、135,000、140,000、145,000、150,000rpm、約200,000rpm、250,000rpm、300,000rpm、350,000rpm或400,000rpm。上文記載的范圍與值的中間范圍和中間值也設(shè)想是本發(fā)明的部分。在某些實(shí)施方式中，約50,000rpm～400,000rpm的旋轉(zhuǎn)速度旨在被包括在本發(fā)明的方法中。在一個實(shí)施方式中，使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的裝置可以以大于約50,000rpm，大于約55,000rpm，大于約60,000rpm，大于約65,000rpm，大于約70,000rpm，大于約75,000rpm，大于約80,000rpm，大于約85,000rpm，大于約90,000rpm，大于約95,000rpm，大于約100,000rpm，大于約105,000rpm，大于約110,000rpm，大于約115,000rpm，大于約120,000rpm，大于約125,000rpm，大于約130,000rpm，大于約135,000rpm，大于約140,000rpm，大于約145,000rpm，大于約150,000rpm，大于約160,000rpm，大于約165,000rpm，大于約170,000rpm，大于約175,000rpm，大于約180,000rpm，大于約185,000rpm，大于約190,000rpm，大于約195,000rpm，大于約200,000rpm，大于約250,000rpm，大于約300,000rpm，大于約350,000rpm或大于約400,000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的示例性裝置可以旋轉(zhuǎn)足夠形成期望的聚合物纖維的時間，例如，約1分鐘到約100分鐘，約1分鐘到約60分鐘，約10分鐘到約60分鐘，約30分鐘到約60分鐘，約1分鐘到約30分鐘，約20分鐘到約50分鐘，約5分鐘到約20分鐘，約5分鐘到約30分鐘或約15分鐘到約30分鐘，約5-100分鐘，約10-100分鐘，約20-100分鐘，約30-100分鐘，或約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100分鐘或更多。上文記載的值的中間時間和范圍也旨在為本發(fā)明的部分。在使用線性運(yùn)動的實(shí)施方式中，儲室102的線性速度范圍可以從約0.0001m/s到約4.2m/s，但不限于該示例性范圍。比較一些純粹使用線性運(yùn)動以形成纖維的示例性裝置與一些純粹使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以形成纖維的示例性裝置，約10.8m/s的線性速率對應(yīng)于約8,000rpm的旋轉(zhuǎn)速率，約16.2m/s的線性速率對應(yīng)于約12,000rpm的旋轉(zhuǎn)速率，和約27.1m/s的線性速率對應(yīng)于約20,000rpm的旋轉(zhuǎn)速率。示例性儲室102可以具有范圍從約一納升到約1毫升，約一納升到約5毫升，約1納升到約100毫升，或約1微升到約100毫升的體積以容納液體材料。一些示例性體積包括，但不限于，約一納升到約1毫升，約一納升到約5毫升，約1納升到約100毫升，1微升到約100微升，約1毫升到約20毫升，約20毫升到約40毫升，約40毫升到約60毫升，約60毫升到約80毫升，約80毫升到約100毫升，但不限于這些示例性范圍。上文記載的體積中間的示例性體積也是本發(fā)明的部分。在某些實(shí)施方式中，儲室體積小于約5，小于約4，小于約3，小于約2，或小于約1毫升。在其他實(shí)施方式中，展開的聚合物的物理大小和將形成纖維的聚合物的期望數(shù)量決定儲室的最小體積。在一些實(shí)施方式中，儲室102可包括各自與用于將一種或多種材料溶液和/或一種或多種其他流體(例如，氣壓)引入到儲室102中的一個或多個入口管偶聯(lián)的一個或多個入口端口。示例性入口管可以與儲藏材料溶液的一個或多個儲藏裝置或與產(chǎn)生材料溶液的一個或多個裝置偶聯(lián)。一種或多種材料溶液可以經(jīng)入口端口以恒定流速或可變流速進(jìn)料到儲室102中。在示例性實(shí)施方式中，可以在注滿儲室102后和形成纖維前臨時或永久關(guān)閉入口端口。在另一個示例性實(shí)施方式中，可以在纖維形成過程中保持入口端口打開以連續(xù)或間歇地填充儲室102。在示例性實(shí)施方式中，可以預(yù)填充儲室102，并且填充的儲室102可以不包括入口管和可以具有一個或多個臨時或永久密封的入口端口。在另一個示例性實(shí)施方式中，可以保持入口端口與入口管偶聯(lián)，并且可以在纖維形成過程中連續(xù)地或在一個或多個時期中填充儲室102。示例性孔口104可以具有任意適合的截面幾何形狀，包括，但不限于，圓形(如圖1的示例性實(shí)施方式所說明的)、橢圓形、正方形、矩形等。在示例性實(shí)施方式中，可以提供與示例性孔口104相關(guān)聯(lián)的一個或多個噴嘴，以提供對經(jīng)孔口離開儲室102的材料溶液的一種或多種特...