science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nieuwe techniek schaalt nanovezelproductie op

(PhysOrg.com) -- Een nieuwe draai aan een oude technologie geeft wetenschappers en fabrikanten de mogelijkheid om hun productie van nanovezels aanzienlijk te verhogen, volgens onderzoekers van de North Carolina State University.

Collecties van nanovezels, omdat ze poreus en licht van gewicht zijn, zijn nuttig in toepassingen variërend van waterfiltratie tot weefselregeneratie tot energieopslag. Maar hoewel nanovezels relatief goedkoop te produceren zijn, de huidige manier van produceren – naald-elektrospinning – is tijdrovend.

Bij elektrospinnen, een vloeibare polymeeroplossing wordt door een injectienaald geleid die op hoogspanning wordt gehouden. De naald brengt elektrische lading over, die de oplossing transformeert in een straal geladen vloeistof die "draait" in een nanovezel wanneer deze de naald verlaat. Helaas, deze productiemethode leent zich niet voor grootschalige fabricageprocessen.

NC State natuurkundigen Laura Clarke en Jason Bochinski, textielingenieur Russell Gorga en afgestudeerde student Nagarajan Thoppey vonden een bijzonder eenvoudige techniek die de productie van nanovezels opschaalt en een nauwe verbinding biedt met de naald-elektrospinmethode. In een recent gepubliceerd onderzoek in het tijdschrift Nanotechnologie , ze demonstreerden "kom-elektrospinning." In plaats van een injectienaald, de onderzoekers vulden een kom met de polymeervloeistof en plaatsten een korte uitbarsting van zeer hoge spanning op het vloeistofoppervlak, waardoor er meerdere jets werden gevormd en nanovezels "spinden" op een collector die rond de buitenkant van de kom was geplaatst.

Volgens Bochinski, het experiment gaf hen een 40-voudige toename van de productie van nanovezels, en toonde het potentieel voor verdere stijgingen aan. Het leidde ook tot een vraag die ze in de nabije toekomst hopen te beantwoorden:

"Een van onze volgende stappen is het bestuderen van de beperkingen van het komapparaat dat we gebruikten - bijvoorbeeld waarom was de toename slechts 40-voudig en niet 40, 000-voudig - en hoe dat zich verhoudt tot de geometrie van de opstelling en de eigenschappen van de vloeistof, ', zegt Bochinski.