250 likes | 377 Views
„DRAWING “ EXPERIMENTÁLNÍ METODA TVORBY OJEDNOCENÝCH NANOVLÁKEN Ing. Jiří Chaloupek, Ph.D. Ing. Jana Bajáková. Tato metoda je založena na principu t ažení vláken z kapky polymeru. Podstatou je zjistit nové experimentální skute č nosti a vlastnosti jednotlivých nanovláken.
E N D
„DRAWING“EXPERIMENTÁLNÍ METODA TVORBY OJEDNOCENÝCHNANOVLÁKEN Ing. Jiří Chaloupek, Ph.D. Ing. Jana Bajáková
Tato metoda je založena na principu tažení vláken z kapky polymeru. Podstatou je zjistit nové experimentální skutečnosti a vlastnosti jednotlivých nanovláken.
Výhodou metody „tažení nanovláken z kapky“ je především minimální náročnost na zařízení: mikropipeta, jehla, drátek apod. podkladový materiál (mikroskopickésklíčko, černý papír)
Postup této metody je znázorněn na následujících schématech:
POSTUP: 1. Nanesení kapky polymerního roztoku na podkladový materiál 2. Pohyb mikropipety směrem k okraji kapky
POSTUP: 3. Kontakt mikropipety, jehly či kovového drátku s povrchem kapky polymeru
POSTUP: 4. Tažení vlákna z kapky polymeru určitou rychlostí, v závislosti na typu použitého polymeru
V první fázi byly pro tažení vláken testovány tyto dva materiály: Chemopren15% roztok PUR
PUR vlákno – 15% Průměr vlákna: 11 µm ± 1 µm
Chemoprenové vlákno Průměr vlákna: 7 ± 1 µm → původně nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou!
Ve druhé fázi jsme pro výrobu vláken zkoušeli následující polymerní roztoky: 10% roztok PVB 16% roztok PVA16% roztok PCL20% roztok PCL
PVB vlákno – 10% Průměr vlákna: 3 ± 1 µm
PCL vlákno – 20% Průměr vlákna: 565 ± 144 nm
PCL vlákno – 16% Průměr vlákna: 429 ± 49nm → dosudnejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou! → po Chemoprenu je tento polymerní roztok nejlépe zvláknitelný metodou Drawing.
PCL vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu
PCL vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu
PVA vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu
PVA vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu
VÝHODY:• výroba individuálního vlákna• minimální náročnost na zařízení• laboratorní technologieNEVÝHODY:• diskontinuální proces výroby• ruční tažení, které zabere hodně času• náročnost na materiál: dloužení vlákna vyžaduje viskoelastický materiál, který může vydržet silné deformace a napětí během táhnutí
APLIKACE:• optická vlákna• výroba přízí s přesně definovaným počtem nanovláken pro cílený transport léčiv apod.
CO NÁS ČEKÁ:testování dalších, dosud nevyzkoušených roztoků, např. PEO, PLA, kys. hyaluronová…dloužení vláken pomocí přístroje, tzv. MIKROMANIPULÁTORU, který je speciálně navržen pro tuto metodu a v současné době se pracuje na jeho konstrukci. (Ing. Lukáš Stanislav)dosáhnout průměru vláken: 200nm a délky: 200mm
ODBORNÉ ČLÁNKY:[1]Amrinder S. Nain, Cristina Amon, Metin Sitti: Polymer Micro/nanofiber fabrication using Micro/macropipettes. USA- PMMA rozpuštěný v chlorbenzenu- průměr vláken: 200 nm [2]XiaoboXing, Yuqing Wang, Baojun Li: Nanofiber drawing and nanodevice assembly in poly(trimethyleneterephthalate). China- tavenina PTT - průměr vláken: 280 nm, délka vláken: 200 mm