ساخت دستگاه تولید نانو الیاف قابل حمل

محققان در دانشگاه هاروارد دستگاه تولید نانو الیاف سبک و قابل حملی را توسعه داده اند که برای تولید پارچه های کوچک و یا باند زخم در میدان جنگ میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
راه های بسیاری برای تولید نانو الیاف وجود دارد . این مواد تطبیق پذیر -که با توجه به اهداف مشخص ،از جمله برنامه هایی مانند تولید جلیقه های ضد گلوله و مهندسی بافت را شامل می شود – با استفاده از نیروی گریز از مرکز ، نیروی موئینگی ، میدان الکتریکی ، کشش ، دمیدن ، ذوب و تبخیر به دست می آیند. هرکدام از این روش های ساخت نانو الیاف جوانب مثبت و منفی دارد.بعنوان مثال جت ریسندگی روتاری RJS و جت ریسندگی غوطه وری روتاری iRJS تکنیک های جدید هستند که از گروه بیوفیزیک در دانشگاه هاروارد ، دانشکده مهندسی و علوم کاربردی SEAS و موسسه مهندسی بیولوژیک ویز الهام گرفته شده است.هردو روش RJS و iRJS حل کردن پلیمر و پروتئین در یک محلول مایع و استفاده از نیروی گریز از مرکز و یا شتاب دهنده جت برای کشیده شدن و سفت شدن پلیمر جت و تولید الیاف در مقیاس نانو است.این روشی عالی برای تولید مقادیر زیاد و طیف وسیعی از مواد می باشد از جمله DNA، نایلون و حتی کولار ، اما نکته مهم اینست که تابحال این دستگاه ها قابل حمل نبوده اند.

به گفته گروه بیوفیزیک دانشگاه هاروارد دستگاه توسعه یافته ، یک وسیله دستی است که می تواند به سرعت نانو الیاف آرایش یافته را با کنترل دقیق تولید نماید. تنظیم هم تراز و رسوب دهی الیاف هنگام ساخت داربست های نانولیفی که تقلیدی از بافت بدن است و یا طراحی نقطه ای از پوشاک که باید شکل خاص داشته باشد بسیار مهم است.

به گفته نینا سیناترا ، دانشجوی کارشناسی ارشد در گروه بیوفیزیک و نویسنده مقاله : «هدف اصلی ما از این تحقیق رسیدن به دستگاه قابل حملی است که بتوان با آن به تولید نانوالیاف قابل کنترل دست یافت.
به منظور توسعه این ابزار با عنوان point-and-shoot ما نیاز به تکنیکی داشتیم که بتواند الیافی بسیار آرایش یافته و تراز با توان منطقی و عملیاتی بالایی را تولید کند»

روش تولید جدید نانوالیاف بنام ریسندگی کششی ، با تغذیه نرخ پایین توسط پمپ شدن از مخزن پلیمر و یا پروتئین و گرفتن آن توسط تراولر و نیروی گریز از مرکز صورت می گیرد.حرکت الیاف در یک مسیر مارپیچ صورت گرفته و همانطور که در شکل زیر پیداست بطور منظم بروی هم تجمع می یابند.

برخلاف فرآینده های دیگر که شامل متغییر های متعددی برای تولید نانو الیاف است در این روش تنها نیاز به پردازش یک پارامتر است ، یعنی ویسکوزیته محلول ، برای تنظیم قطر نانو الیاف که موجب سهولت کار نیز می شود.
رینسدگی کششی با طیف وسیعی از پلیمرها و پروتئین ها سازگار است. همچنین در این روش پژوهشگران به اثبات مفهوم برنامه های کاربردی با استفاده از پلی کاپرولاکتون و الیاف ژلاتین در رابطه با تولید مستقیم بافت ماهیچه های رشد یافته و عملکرد زیستی داربست ها و همچنین استفاده از نایلون و پلی اورتان برای تولید بخشی از پوشاک دست یافتند. که به گفته کیت پارکر استاد مهندسی بافت و مدیر گروه بیوفیزیک این مطالعه سودمندی این سیستم را نشان میدهد.
برای برنامه های آتی این نوآوری می توان ساخت نانوتکستایل های قابل تنظیم که میتوانند بصورت اسپری بروی پوشاک ورزشکاران در هنگامیکه احساس سرما میکنند اسپری شوند یا باند های استریلی که مستقیم بروی زخم اسپری می شوند و یا تولید پارچه با خواص مکانیکی متفاوت را متصور بود.

This research was coauthored by Leila F. Deravi, Christophe O. Chantre, Alexander P. Nesmith, Hongyan Yuan, Sahm K. Deravi, Josue A. Goss, Luke A. MacQueen, Mohammad R. Badrossamy, Grant M. Gonzalez and Michael D. Phillips.


پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *