الكتروريسي نانوالياف آرايش يافته و اندازه گيري سرعت الكتروريسي با استفاده از جت چرخان

Alignment of Electrospun Nanofibers and Prediction of Electrospinning Linear Speed Using a Rotating Jet

اين پژوهش، بر مبناي ايده جديدي استوار است كه از آن مي توان براي توليد نانوالياف موازي شده حول يك محور به شكل بسيار موثر و آسان بهره گرفت. در حقيقت روش متداول الكتروريسي براي توليد نانوالياف پليمري به منظور آرايش دادن به الياف و موازي سازي آنها اصلاح شده است. كليد موفقيت اين روش ايجاد جت چرخان با استفاده از استوانه اي فلزي توخالي است. در اين روش، از ريسنده اي در مركز استوانه اي فلزي توخالي براي ريسندگي استفاده شده است. در اين حالت جت خارج شده از ريسنده شروع به چرخش مي كند و نانوالياف پليمري روي ديواره داخلي استوانه جمع آوري مي شود. مهم ترين مزيت اين روش نسبت به ساير روش ها، توليد نانوالياف موازي شده به طور پيوسته در محدوده اي گسترده تر است. در اين روش، مي توان نانوالياف موازي شده را با طول هاي بلند در محدوده چند ده متر نيز توليدكرد. اين شيوه جمع آوري، محاسبه سرعت توليد نانوالياف را براي اولين بار ميسر كرده است. از اين رو، مهم ترين عوامل اثر گذار بر سرعت الكتروريسي يعني غلظت پليمر، قطر استوانه و ولتاژ بررسي شده است. براي اين منظور ولتاژ الكتروريسي از 6 تا kV16 تغيير داده شد، قطر استوانه از20 تا cm50 افزايش داده شد و از محلول15 تا 19 درصد وزني پلي آكريلو نيتريل استفاده شد.

Anew and effective electrospinning method has been developed for producing aligned polymer nanofibers. The conventional electrospinning technique has been modified to fabricate nanofibers as uniaxially aligned array. The key to the success of this technique is the creation of a rotating jet by using a cylindrical collector in which the needle tip is located at its center. The unique advantage of this method among the current methods is the ability of apparatus to weave continuously nanofibers in uniaxially aligned form. Fibers produced by this method are well-aligned, with several meters in length, and can be spread over a large area. We have employed a voltage range of (6-16 kV), a collector diameter in the range of 20-50 cm and various concentrations of PAN solutions ranging from 15 wt% to 19 wt %. The electrospun nanofibers could be conveniently formed onto the surface of any thin substrate such as glass sampling plate for subsequent treatments and other applications. Therefore, the linear speed of electrospinning process is determined experimentally as a function of cylindrical collector diameter, polymer concentration and field potential difference.