روش ریسندگی جدیدی برای ساخت نانوالیاف پلیمری

زیست مهندسان در دانشگاه هاروارد با الهام از دستگاه های پشمک ساز یک فناوری عملی
جدید برای ساخت نانوالیاف ریز توسعه داده اند. آنها دراین فناوری یک سانتریفوژ
پرسرعت را با یک دستگاه پشمک ساز ترکیب کردند. محمدرضا بَدرسمایی و همکارانش
توانستند با استفاده از افزاره ای متشکل از یک ظرف استوانه ای شکلِ چرخنده و یک
نازل، نخ هایی مبتنی بر پلیمر با قطر ۱۰ نانومتر را ریسیده و بکِشند.

این ابداع می تواند برای صنعت نویدبخش باشد و گستره وسیعی از کاربردهای بالقوه از
اندام های مصنوعی و احیای بافت گرفته تا فیلترهای هوا و منسوجات، داشته باشد. کیت
پارکر، یکی از این محققان می گوید: این روش عالی است که می توان از آن به طور وسیع
برای ساخت نانوالیاف استفاده کرد و در مقایسه با روش های معمول، راندمان بسیار
بالاتری دارد. از آنجایی که این دستگاه های ساده به آسانی می توانند تولید
نانوالیاف را در هر آزمایشگاهی ممکن سازند، روش ما برای صنعت بسیار مطلوب است. در
حقیقت با این روش ما می توانیم نانومنسوجات را توسعه دهیم.

در حال حاضر، بیشتر روش های معمول ساخت نانوالیاف بر الکتروریسندگی یا ایجاد یک
تغییر الکتریکی ولتاژ بالا داخل یک قطره از پلیمر برای کشیدن آنها به صورت دسته های
طویلی از نخ های نانومقیاس، مبتنی هستند. این درحالی است که الکتروریسندگی روش قابل
کنترلی نیست و راندمان نانوالیاف تولید شده بوسیله آن کم است.

اکنون محققان دانشگاه هاروارد با استفاده از ریسندگی جت چرخشی، یک روش ساده تر
توسعه داده اند. خوراک به سرعت وارد می شود و این ماده پلیمری داخل یک مخزن در
بالای یک موتور قابل کنترل چرخانده می شود. این روش امکان کنترل بهتر و راندمان
بزرگ تر را فراهم می کند.

این مواد هنگامی که ریسیده می شوند کشیده می شوند، این رفتار بسیار شبیه به رفتار
شکر مذاب در دستگاه پشمک ساز هنگامی که شروع به خشک شدن به صورت نوارهای ابریشم نما
و نازک می کند، است. این نانوالیاف، همانند تولید پشمک، در سرتاسر یک نازل با ترکیب
فشار سانتریفوژ و هیدرواستاتیک مخلوط می شوند.

بدرسمایی، دانشجوی فوق دکتری در دانشگاه هاروارد، می گوید: این سیستم جدید همانطور
که امکان ساخت نانوالیافی از پلیمرهای سنتزی و طبیعی را فراهم می کند، تا حد زیادی
امکان کنترل تخلخل شبکه ای و همراستایی الیاف، سازماندهی فضایی و سلسله مراتبی
چارچوب الیافی و آرایش های سه بعدی را فراهم می کند.

این محققان امید به اصلاح بیشتر این فرآیند برای کاربردهای مهندسی بافت دارند وتلاش
می کنند که این فناوری را برای دیگر کاربردهای نساجی توسعه دهند.

نتایج این تحقیق در مجله ی Nano Letters منتشر شده است.