21/04/2006

Американские ученые разработали нескручивающиеся нановолокна

Разработана новая технология получения упорядоченных структур из полимерных нановолокон, при которой волокна не скручиваются, а «полотно» становится идеально ровным. Новый технологический процесс, по мнению специалистов, может произвести настоящую революцию в производстве материалов на основе микро- и нановолокон.

Ученые и ранее использовали электрические поля для скручивания полимеров в микроволокна, только процесс скрутки происходит неупорядоченно, и готовые волокона спутываются. Из-за этого полимерные нано- и микроволокна до сих пор не могут использовать во многих промышленных продуктах. Общая технология получения микро- и нанофибры путем скручивания полимеров называется электроспиннинг (еlectrospinning). Она была разработана и запатентована в 1934 году — суть ее заключается в том, чтобы поместить растворенную в специальном составе струю полимера в электрическое поле. Как только растворитель испаряется, электрические силы связывают отдельные молекулы полимера в микроволокна длиной от 10 до 30 сантиметров. Но в этом случае волокна получаются спутанными и нерегулярными по своей структуре.

Однако, новый метод, разработанный учеными из Калифорнийского университета Беркли, позволяет производить нанофибру, волокна которой получаются идеально ровными и самопроизвольно не скручиваются после снятия формирующего электрического поля.Чтобы устранить спутывание, ученые использовали электроспиннинг близкого поля (near-field electrospinning process) вместо обычного. Это позволило получить упорядоченные структуры из нановолокон. Так, ученые из Беркли, с помощью электроспиннинга близкого поля, получили матрицу упорядоченных нановолокон диаметром от 50 до 500 нм. Исследователи также сократили путь, который проходят молекулы полимеров, от 10 и 30 см до 1 и 3 мм.

И, наконец, учеными был разработан специальный экран, с помощью которого можно было задавать различные шаблоны укладки нановолокон. Полностью управляемый компьютером, экран открывает практически неограниченные возможности для производства материалов на основе нановолокон. Это и разнообразные фильтры (как для механических частиц, так и для отдельных живых клеток), и датчики, и текстильные материалы нового поколения.

Версия для распечатки