توليد نانوالياف موازي به روش تغ ييريافته غلتك چرخان و بررسي عوامل موثر بر مقدار موازي بودن الياف با پردازش تصوير

Fabrication of Aligned Nanofibers by Manipulated Rotating Drum Method and Studying the Effective Parameters on Fibers Alignment by Image Processing

الكتروريسي، روشي متداول براي توليد نانوالياف است كه مبني بر استفاده از نيروهاي الكتروستاتيك در اعمال كشش بر يك قطره محلول يا مذاب پليمري است. در الكتروريسي متداول نانوالياف توليد شده به شكل بي‌نظم روي صفحه جمع‌كننده جمع‌آوري مي­شوند. اعمال كنترل بر جمع‌آوري نانوالياف و گردآوري آنها به‌طور موازي باعث پيدايش كاربردهاي جديدي براي نانوالياف مي­شود. نانوالياف موازي كابردهاي بسياري در مهندسي بافت دارند. در اين پژوهش، با اعمال تغييراتي در سامانه الكتروريسي و استفاده از دو نازل (سوزن) با بارهاي مخالف، روشي كارآمد براي توليد نانوالياف موازي ارايه شده است. همچنين، اثر برخي از عوامل موثر بر مقدار موازي‌بودن الياف نظير سرعت برداشت، ولتاژ اعمال‌شده و غلظت محلول بررسي شده است. براي مقايسه مقدار موازي‌بودن الياف از برنامه­نويسي و پردازش تصوير در محيط MATLAB استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد، غلظت محلول و سرعت برداشت، اثر قابل توجهي بر افزايش موازي‌بودن نانوالياف دارند. افزايش غلظت از ?? به wt% ?? درصد سبب افزايش معني‌داري در مقدار موازي‌بودن نانوالياف مي­شود. در شرايطي كه تمام پارامترها ثابت باشد، افزايش سرعت برداشت باعث افزايش مقدار موازي‌بودن الياف مي‌شود. با افزايش ولتاژ، ابتدا موازي‌بودن افزايش يافته و سپس كاهش مي‌يابد نمودارها و تصاوير ميكروسكوپ نوري نانوالياف مويد اين مطلب‌اند كه بيشترين توازي نانوالياف در غلظت wt% ??، ولتاژ kV ?? و سرعت برداشت rpm ??? حاصل شده است.

Electrospinning is a known process to produce nanofibers through electrostatic forces. In a typical process, an electrical potential is applied between droplets of polymer solution or melt, held through a syringe needle and a grounded target. In general electrospinning fibers are collected on the grounded target as a random oriented web of nanofiber. Various research projects are attempted to obtain aligned electrospun fibers. This modified electrospinning method can be developed and used in a variety of nanofiber-based applications such as making of nanofibrous scaffolds for tissue engineering. In this study, an effective method has been developed to fabricate aligned nanofibers by manipulation of electrospinning system using two nozzles with opposite charges. Moreover, the effect of some parameters including take-up velocity, applied voltage and polymer solution concentration on alignment of produced nanofibers is investigated. The comparison of fibers alignment was carried out by programming and image processing in MATLAB. It is shown that take-up velocity and polymer solution concentration have significant effect on increasing the fibers alignment. Also, the alignment is increased with applied voltage at first and then, it is decreased. The analytical results and optical microscopic images are clear evidence of showing the maximum alignment of nanofibers obtained at 15% polymer solution concentration with take-up velocity of 600 rpm and 11 kV voltage.