روش جدیدی برای تولید انبوه نانوالیاف

برای تولید نانوالیاف باید از روش الکتروریسندگی استفاده کرد. مشکل این روش آن است که بهره فرآیند در آن پایین بوده به‌طوری که نمی‌توان از آن برای تولید انبوه نانوالیاف استفاده کرد. برای حل این مشکل محققان روشی به‌نام الکتروریسندگی کاسه‌ای را ارائه کرده‌اند که میزان تولید نانوالیاف در آن ۴۰ برابر بیشتر از روش الکتروریسندگی معمولی است.

برای تولید نانوالیاف باید از روش الکتروریسندگی استفاده کرد. مشکل این روش آن است
که بهره فرآیند در آن پایین بوده به‌طوری که نمی‌توان از آن برای تولید انبوه
نانوالیاف استفاده کرد. برای حل این مشکل محققان روشی به‌نام الکتروریسندگی کاسه‌ای
را ارائه کرده‌اند که میزان تولید نانوالیاف در آن ۴۰ برابر بیشتر از روش
الکتروریسندگی معمولی است.

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی می‌گویند می‌توان نانوالیاف را به تولید
انبوه رساند. نانوالیاف به‌دلیل سبک بودن و تخلخل، کاربردهای زیادی از صنعت
فیلتراسیون آب گرفته تا ذخیره‌سازی انرژی دارند. هرچند تولید این نانوالیاف نسبتا
ارزان است اما روش‌ فعلی تولید آنها (الکتروریسندگی) بسیار زمان‌بر است. در
الکتروریسندگی، محلول حاوی پلیمر مایع از درون سوزن آبگریز که روی آن ولتاژی اعمال
شده است، به بیرون ریخته می‌شود. سوزن بار الکتریکی را به محلول در حال خروج از نوک
سوزن منتقل می‌کند و محلول پس از خروج از سوزن، بافته شده و تبدیل به نانوالیاف
می‌گردد. متاسفانه از این سیستم نمی‌توان برای تولید انبوه نانوالیاف استفاده کرد.

لورا کلارک و جیسون بوچینیسکی با کمک همکارانشان در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی
روشی ساده برای تولید انبوه نانوالیاف یافتند. این روش مشابهت‌هایی با روش
الکتروریسندگی دارد. در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی تحت عنوان electrospinning
for high throughput production of quality nanofibers در نشریه Nanotechnology به
چاپ رساندند نشان دادند که می‌توان از روش الکترو ریسندگی کاسه‌ای برای تولید
نانوالیاف استفاده کرد. در این روش به‌جای استفاده از سوزن، از یک کاسه استفاده
می‌شود که درون آن از محلول پلیمر مورد نظر پر می‌شود. ولتاژ بالایی به‌صورت پیوسته
به سطح مایع اعمال می‌شود که منجر به تشکیل نانوالیاف می‌گردد. این نانوالیاف در
بیرون از کاسه تشکیل می‌شوند.

جیسون بوچینیسکی می‌گوید: « با این روش می‌توان ۴۰ برابر بیشتر از روش
الکتروریسندگی رایج نانوالیاف تولید کرد. به نظر می‌رسد که بتوان از این روش برای
تولید انبوه استفاده کرد». جیسون بوچینیسکی می‌افزاید: «یکی از مراحل کار ما بررسی
محدودیت‌های این روش خواهد بود. برای مثال ما باید بدانیم که چرا با این روش بهره
واکنش ۴۰ برابر می‌شود اما ۴۰ هزار برابر نمی‌شود. چه ارتباطی میان شکل هندسی، خواص
محلول مورد استفاده و بهره واکنش وجود دارد».

این پروژه توسط بنیاد ملی علم و دانشگاه کرولینای شمالی حمایت شده است. دپارتمان
فیزیک بخشی از دانشکده فیزیک و علوم ریاضیات است.