„DRAWING“EXPERIMENTÁLNÍ METODA TVORBY

OJEDNOCENÝCHNANOVLÁKEN

Ing. Jiří Chaloupek, Ph.D. Ing. Jana Bajáková

Tato metoda je založena na principu tažení vláken z kapky

polymeru. Podstatou je zjistit nové experimentální skutečnosti a

vlastnosti jednotlivých nanovláken.

Výhodou metody „tažení nanovláken z kapky“ je především minimální

náročnost na zařízení:

mikropipeta, jehla, drátek apod. podkladový materiál

(mikroskopické sklíčko, černý papír)

Postup této metody je znázorněn na následujících

schématech:

POSTUP:

1. Nanesení kapky polymerního roztoku na podkladový materiál

2. Pohyb mikropipety směrem k okraji kapky

POSTUP:

3. Kontakt mikropipety, jehly či kovového drátku s povrchem kapky polymeru

POSTUP:

4. Tažení vlákna z kapky polymeru určitou rychlostí, v závislosti

na typu použitého polymeru

V první fázi byly pro tažení vláken testovány tyto dva

materiály:

Chemopren 15% roztok PUR

PUR vlákno – 15% Průměr vlákna: 11 µm ± 1 µm

Chemoprenové vlákno Průměr vlákna: 7 ± 1 µm

→ původně nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou!

Ve druhé fázi jsme pro výrobu vláken zkoušeli následující

polymerní roztoky:

10% roztok PVB 16% roztok PVA 16% roztok PCL 20% roztok PCL

Snímky z optického mikroskopu

PVB vlákno – 10% Průměr vlákna: 3 ± 1 µm

PCL vlákno – 20% Průměr vlákna: 565 ± 144 nm

PCL vlákno – 16% Průměr vlákna: 429 ± 49nm

→ dosud nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou!

→ po Chemoprenu je tento polymerní roztok nejlépe zvláknitelný metodou Drawing.

Snímky z elektronového mikroskopu

PCL vlákno – 16%

Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PCL vlákno – 16%

Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PVA vlákno – 16%

Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PVA vlákno – 16%

Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

VÝHODY:• výroba individuálního vlákna• minimální náročnost na zařízení• laboratorní technologie

NEVÝHODY:• diskontinuální proces výroby• ruční tažení, které zabere hodně času• náročnost na materiál: dloužení vlákna vyžaduje viskoelastický materiál, který může vydržet silné deformace a napětí během táhnutí

APLIKACE:

• optická vlákna

• výroba přízí s přesně definovaným počtem nanovláken pro cílený transport léčiv apod.

CO NÁS ČEKÁ:

testování dalších, dosud nevyzkoušených roztoků, např. PEO, PLA, kys. hyaluronová…

dloužení vláken pomocí přístroje, tzv. MIKROMANIPULÁTORU, který je speciálně navržen pro tuto metodu a v současné době se pracuje na jeho konstrukci. (Ing. Lukáš Stanislav)

dosáhnout průměru vláken: 200nm a délky: 200mm

ODBORNÉ ČLÁNKY:

[1] Amrinder S. Nain, Cristina Amon, Metin Sitti: Polymer Micro/nanofiber fabrication using Micro/macropipettes. USA

- PMMA rozpuštěný v chlorbenzenu

- průměr vláken: 200 nm

[2] XiaoboXing, Yuqing Wang, Baojun Li: Nanofiber drawing and nanodevice assembly in poly(trimethyleneterephthalate). China

- tavenina PTT

- průměr vláken: 280 nm, délka vláken: 200 mm

DĚKUJI ZA POZORNOST