Ny teknik opskalerer nanofiberproduktionen

(PhysOrg.com) -- Et nyt spin på en gammel teknologi vil give forskere og producenter mulighed for at øge deres produktion af nanofibre markant, ifølge forskere ved North Carolina State University.

Samlinger af nanofibre, fordi de er porøse og lette, er nyttige i applikationer lige fra vandfiltrering til vævsregenerering til energilagring. Men selvom nanofibre er relativt billige at producere, den nuværende produktionsmetode – nåleelektrospinning – er tidskrævende.

Ved elektrospinning, en væske-polymer opløsning føres gennem en kanyle, der holdes ved høj spænding. Nålen overfører elektrisk ladning, som omdanner opløsningen til en stråle af ladet væske, der "spinder" til en nanofiber, når den kommer ud af nålen. Desværre, denne produktionsmetode egner sig ikke til storskala fremstillingsprocesser.

NC State fysikerne Laura Clarke og Jason Bochinski, tekstilingeniør Russell Gorga og kandidatstuderende Nagarajan Thoppey fandt en særlig simpel teknik, der opskalerer nanofiberproduktionen og giver en tæt forbindelse til nåleelektrospinningsmetoden. I en undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nanoteknologi , de demonstrerede "skål elektrospinning." I stedet for en kanyle, forskerne fyldte en skål med polymervæsken og påførte et kort udbrud af meget høj spænding på væskens overflade, hvilket fik flere stråler til at danne og "spinde" nanofibre på en opsamler placeret rundt om ydersiden af ​​skålen.

Ifølge Bochinski, eksperimentet gav dem en 40-dobling af nanofiberproduktionen, og demonstrerede potentialet for yderligere stigninger. Det førte også til et spørgsmål, som de håber at besvare i den nærmeste fremtid:

"Et af vores næste skridt vil være at studere begrænsningerne ved det skålapparat, vi brugte - f.eks. hvorfor var stigningen kun 40 gange og ikke 40, 000 gange – og hvordan det relaterer sig til arrangementets geometri og væskens egenskaber, " siger Bochinski.