Mohan Edirisinghe leidt een team van onderzoekers aan het University College London dat de fabricage van polymere nanovezels en microvezels bestudeert - zeer dunne vezels bestaande uit polymeren. De groep beschrijft een onderzoek waarin fabricagetechnieken voor deze vezels worden vergeleken zonder het gebruik van elektrische velden in Technische Natuurkunde Beoordelingen .

Voor toepassingen variërend van steigers voor tissue engineering en medicijnafgifte tot bacteriële en virale luchtfiltratie, polymere vezels kunnen worden geweven tot textielachtige structuren met de kenmerken die nodig zijn voor de taak. Afhankelijk van het gebruik, verschillende vezeldiktes kunnen nodig zijn. Maar het vermogen om dunne vezels met consistente eigenschappen te fabriceren is belangrijk.

"Als je dunnere vezels hebt, je gebruikt minder materiaal, en je kunt een web weven - of het nu een weefselconstructiesteiger is of een filtratiesteiger - veel beter, "zei Edirisinghe. "Je kunt meer vezeldraden in wat je weeft doen."

Om de effecten van verschillende parameters op de fabricage van vezels te bestuderen, de onderzoekers vergeleken de eigenschappen van vezels die op verschillende manieren zijn gemaakt. De conventionele manier om vezels te maken is door middel van een proces dat centrifugaal spinnen wordt genoemd. Bij centrifugaal spinnen, de polymeeroplossing wordt in een reservoir geplaatst. Wanneer het reservoir met hoge snelheden wordt gedraaid, de polymeeroplossing spuit eruit in de vorm van fijne vezels.

Edirisinghe en zijn team vergeleken dit met een methode die ze hebben uitgevonden en ontwikkeld, de zogenaamde drukgyratie. Het functioneert in grote lijnen hetzelfde als centrifugaal spinnen, maar met één belangrijk verschil. Tijdens het fabricageproces wordt hogedrukgas in het roterende vat aangebracht.

Ze ontdekten dat het verhogen van de rotatiesnelheid in beide technieken en het verhogen van de toegepaste druk in de drukgyratietechniek beide leiden tot dunner, meer consistente vezels.

"De druk maakt een enorm verschil, ' zei Edirisinghe.

Voor industriële toepassingen, polymeervezels moeten in grotere hoeveelheden worden vervaardigd en op een manier die uniformiteit van pot tot pot garandeert. Om deze zorgen weg te nemen, de onderzoekers waren ook geïnteresseerd in hoe het polymeer zich in het vat gedroeg terwijl de vezels werden vervaardigd. Voor de eerste keer, ze fabriceerden de vezels in een transparante pot en gebruikten een hogesnelheidscamera om foto's te maken tijdens het proces. Ze vergeleken het gedrag ook met theoretische voorspellingen.

In de toekomst, de groep is van plan het fabricageproces te automatiseren om deze nanovezels te maken met een optimale dikte en minimaal afval. In aanvulling, ze zoeken naar manieren om het materiaal sterker en geschikter te maken voor biomedische toepassingen door vezels te maken met een andere binnenkant en een bioactieve buitenkant.

"Als je deze technologie naar textiel brengt waar je de vezel kunt omhullen met een ander slim sensing-materiaal, je kunt er wonderen mee doen, "Zei Edirisinghe. "Er zijn veel mogelijkheden!"