Электроспиннинг

Электроспиннинг на настоящий момент можно назвать самым передовым способом получения нановолокон из самых различных материалов (полимеров, композитов, полупроводников, металлов и даже керамики). Электроспиннинг представляет собой вытягивание ультратонких волокон из жидкой среды под действием электрического поля. Процесс довольно прост и не требует применения высоких температур, что делает его чрезвычайно привлекательным для создания нановолокон из макромолекул. Довольно часто в процессе электроспиннинга используются прекурсоры, что позволяет избежать присутствия молекул растворителя в конечном продукте.

Суть метода электроспиннинга состоит в следующем:
Когда к капле жидкости прикладывается довольно высокое напряжение, то жидкость приобретает заряд, силы электростатического отталкивания между молекулами начинают противодействовать силам поверхностного натяжения, и капля вытягивается. При достижении критического значения струя жидкости срывается с поверхности капли. Точка образовании струи называется конусом Тэйлора (Taylor cone). Если сцепление молекул в жидкости достаточно велико, то струя не разрывается (в противном случае происходит электрораспыление жидкости). Струя сохнет в процессе образования  и заряд перемещается на поверхность образованного волокна. Из-за действия электростатических сил отталкивания волокно еще сильнее растягивается в местах микроизгибов волокна, пока не оказывается, наконец, на коллекторе. Такое истончение и удлинение волокна в его неоднородностях приводит к образования абсолютно равномерного и воспроизводимого нановолокна.

 

 

Стандартная лабораторная установка для электроспиннинга состоит из насадки (обычно это игла от шприца или специальная фильера), соединенной с источником высокого напряжения (5 - 50 кВ), насоса и заземленного коллектора. В шприц помещается жидкость: раствор полимера, суспензия или расплав; затем жидкость с помощью насоса выдавливается с постоянной скоростью на кончик иглы.