زیست مهندسان در دانشگاه هاروارد با الهام از دستگاه های پشمك ساز یك فناوری عملی جدید برای ساخت نانوالیاف ریز توسعه داده اند. آنها دراین فناوری یك سانتریفوژ پرسرعت را با یك دستگاه پشمك ساز تركیب كردند.

به گزارش سایت خبری پپنا، محمدرضا بَدرسمایی و همكارانش توانستند با استفاده از افزاره ای متشكل از یك ظرف استوانه ای شكلِ چرخنده و یك نازل، نخ هایی مبتنی بر پلیمر با قطر 10 نانومتر را ریسیده و بكِشند.

چپ: دیاگرامی از این ریسنده‌ی جت چرخنده؛ راست بالا: نانوالیاف ریسیده شده؛ راست پایین: این نانوالیاف با بزرگ‌نمایی بیشتر. 

این ابداع می تواند برای صنعت نویدبخش باشد و گستره وسیعی از كاربردهای بالقوه از اندام های مصنوعی و احیای بافت گرفته تا فیلترهای هوا و منسوجات، داشته باشد. كیت پاركر، یكی از این محققان می گوید: این روش عالی است كه می توان از آن به طور وسیع برای ساخت نانوالیاف استفاده كرد و در مقایسه با روش های معمول، راندمان بسیار بالاتری دارد. از آنجایی كه این دستگاه های ساده به آسانی می توانند تولید نانوالیاف را در هر آزمایشگاهی ممكن سازند، روش ما برای صنعت بسیار مطلوب است. در حقیقت با این روش ما می توانیم نانومنسوجات را توسعه دهیم.

در حال حاضر، بیشتر روش های معمول ساخت نانوالیاف بر الكتروریسندگی یا ایجاد یك تغییر الكتریكی ولتاژ بالا داخل یك قطره از پلیمر برای كشیدن آنها به صورت دسته های طویلی از نخ های نانومقیاس، مبتنی هستند. این درحالی است كه الكتروریسندگی روش قابل كنترلی نیست و راندمان نانوالیاف تولید شده بوسیله آن كم است.

اكنون محققان دانشگاه هاروارد با استفاده از ریسندگی جت چرخشی، یك روش ساده تر توسعه داده اند. خوراك به سرعت وارد می شود و این ماده پلیمری داخل یك مخزن در بالای یك موتور قابل كنترل چرخانده می شود. این روش امكان كنترل بهتر و راندمان بزرگ تر را فراهم می كند.

این مواد هنگامی كه ریسیده می شوند كشیده می شوند، این رفتار بسیار شبیه به رفتار شكر مذاب در دستگاه پشمك ساز هنگامی كه شروع به خشك شدن به صورت نوارهای ابریشم نما و نازك می كند، است. این نانوالیاف، همانند تولید پشمك، در سرتاسر یك نازل با تركیب فشار سانتریفوژ و هیدرواستاتیك مخلوط می شوند.

بدرسمایی، دانشجوی فوق دكتری در دانشگاه هاروارد، می گوید: این سیستم جدید همانطور كه امكان ساخت نانوالیافی از پلیمرهای سنتزی و طبیعی را فراهم می كند، تا حد زیادی امكان كنترل تخلخل شبكه ای و همراستایی الیاف، سازماندهی فضایی و سلسله مراتبی چارچوب الیافی و آرایش های سه بعدی را فراهم می كند.

این محققان امید به اصلاح بیشتر این فرآیند برای كاربردهای مهندسی بافت دارند وتلاش می كنند كه این فناوری را برای دیگر كاربردهای نساجی توسعه دهند.

نتایج این تحقیق در مجله ی Nano Letters منتشر شده است. 

منبع: ستاد نانو