Mikä on sähkösorvaus?

Sähkökehruu teollisessa prosessissa, jossa suurjännitevarausta käytetään polymeerifilamenttilankojen luomiseen. Prosessi eroaa pisaroita käyttävästä sähkösumutuksesta siinä, että sähköisesti varautunut nestemäinen polymeeri vedetään kiinteään säikeeseen. Sähkökehruussa käytettävän nestemäisen polymeerin luomiseen käytetään kahta menetelmää. Se voidaan sulattaa kiinteästä muodostaan ​​tai se voidaan sekoittaa liuottimen kanssa polymeeriliuoksen muodostamiseksi.

Laboratorioasetuksissa voidaan perustaa peruskehruulaitteisto käyttämällä suurjännitelähdettä, lasipipettiä, ruiskua ja annostelupumppua sähköisesti ladatun nesteen toimittamiseksi. Asennuksen toinen komponentti, kapillaariseula, on kytketty sähkömaadoitukseen. Tämä seula voi olla paikallaan tai se voi pyöriä helpottaakseen kuitujen pyörimistä. Tällä yksinkertaisella asetuksella nanotekniikan alan tutkijat ovat luoneet polymeerikuituja ja nano-kudottuja materiaaleja, joita käytetään lääketieteellisissä ja teollisissa sovelluksissa.

Sähkökehruussa käytetyt menetelmät ovat varsin yksinkertaisia. Nestemäinen polymeeri ladataan sähköisesti nesteeseen upotetun lankaelektrodin avulla. Sitten se paineistetaan ja pakottaa sen siirtymään lasiputken päätä kohti. Kun nestemäinen polymeeri saavuttaa putken pään, nesteen sähköisesti varautuneet ionit vetävät puoleensa vastaavasti varautuneeseen kapillaariseulaan. Kun nesteen pintajännitys voitetaan kapillaariseulan vetovoimalla, se muodostaa kartion muodon, jota kutsutaan Taylor -kartioksi.

Pintajännitys häviää tässä vaiheessa täysin sähköisesti varautuneen kapillaariseulan vetämällä ja alkaa muodostua ohuita nestemäisen polymeerin säikeitä. Kun nämä langat venyvät, ne kasvavat pidemmiksi ja ohuemmiksi prosessissa, jota kutsutaan piiskaukseksi, joka muistuttaa sähkökaaren liikettä ilman läpi. Filamentit kuljetetaan ilman läpi ja kerätään lopulta kapillaariseulalle.

Sähkökehruun aikana syntyvät hienot kuidut voivat olla halkaisijaltaan vain muutamia nanometrejä. Nämä säikeet voivat myös näyttää ainutlaatuisia tekstuureja ja pintaominaisuuksia, mikä tekee niistä toivottavia erilaisiin sovelluksiin. Lääketieteen alalla nano-kudottuja kankaita käytetään haavasiteiden, kehysten kehysten ja lääkkeiden jakelulaastareiden valmistukseen. Tutkimuslaboratoriot käyttävät myös näitä kankaita suodattimien valmistamiseen, jotka voivat eristää alle mikronin hiukkasia. Myös sähkösorvausprosessin teollisia sovelluksia etsitään, ja ne tarjoavat esimerkiksi saumattomia vaatteita tai komposiittirakennusmateriaaleja.