Mis on elektrispinning?

Elektroketrus tööstuslikus protsessis, mille käigus kasutatakse polümeerfilamentkiudude loomiseks kõrgepinge elektrilaengut. Protsess erineb elektripihustamisest, milles kasutatakse tilka, selle poolest, et elektriliselt laetud vedel polümeer tõmmatakse tahkesse ahelasse. Elektroketruses kasutatava vedela polümeeri loomiseks kasutatakse kahte meetodit. Seda saab tahkest vormist sulatada või polümeerilahuse moodustamiseks segada lahustiga.

Laboratoorsetes tingimustes saab elektriliselt laetud vedeliku väljastamiseks seadistada põhilised elektriketrusseadmed, kasutades kõrgepinge toiteallikat, klaaspipetti, süstalt ja doseerimispumpa. Seadistuse teine ​​komponent, kapillaarekraan, on ühendatud elektrilise maandusega. See ekraan võib olla paigal või see võib kiudude ketramise hõlbustamiseks pöörata. Seda lihtsat seadistust kasutades on nanotehnoloogia valdkonna teadlased loonud polümeerfilamente ja nanokootud materjale, mida kasutatakse meditsiinis ja tööstuses.

Elektroketramiseks kasutatavad meetodid on üsna elementaarsed. Vedel polümeer on elektriliselt laetud vedelikku sukeldatud traatelektroodi abil. Seejärel pannakse see surve alla, sundides seda klaastoru otsa poole liikuma. Kui vedel polümeer jõuab toru otsa, tõmbavad vedeliku elektriliselt laetud ioonid vastaslaenguga kapillaarekraani külge. Kuna vedeliku pindpinevus ületab kapillaarekraani tõmbejõu, moodustab see koonuse kuju, mida nimetatakse Taylori koonuseks.

Pindpinevus saab sel hetkel täielikult üle elektriliselt laetud kapillaarekraani tõmbejõul ja hakkavad moodustuma vedela polümeeri õhukesed niidid. Kui need niidid välja venivad, muutuvad nad pikemaks ja õhemaks protsessis, mida nimetatakse piitsutamiseks ja mis meenutab elektrikaare liikumist läbi õhu. Filamendid kantakse läbi õhu ja kogutakse lõpuks kapillaarekraanile.

Elektroketruse käigus tekkivad peened niidid võivad olla vaid mõne nanomeetri läbimõõduga. Need niidid võivad samuti kuvada unikaalseid tekstuure ja pinnaomadusi, mis muudavad need soovitavaks mitmesuguste rakenduste jaoks. Meditsiinivaldkonnas kasutatakse nanokootud kangast haavasidemete, tehisorganite karkasside ja ravimite kohaletoimetamise plaastrite valmistamiseks. Teaduslaborid kasutavad neid kangasid ka filtrite valmistamiseks, mis suudavad eraldada submikronilisi osakesi. Avastatakse ka elektroketrusprotsessi tööstuslikke rakendusi, mis pakuvad selliseid võimalusi nagu õmblusteta rõivad või komposiitehitusmaterjalid.