Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Изображение, полученное методом сканирующей электронной микроскопии электропряденых поликапролактоновых волокон.
Фотография мениска поливинилового спирта в водном растворе, показывающая, что волокно электроспрядится из конуса Тейлора .

Электроформования является способ производства волокна , который использует электрическую силу , чтобы привлечь заряженные нити растворов полимеров или полимерных расплавов до диаметров волокон в порядка нескольких сотен нанометров. Обзор моделей, связывающих диаметр волокна, параметры процесса и раствора, дан Шубертом [1], в то время как предлагается новая теория, предсказывающая не только диаметр волокна, но и его распределение. Электропрядение имеет общие характеристики как с электрораспылением, так и с обычным сухим прядением волокон из раствора . [2]Процесс не требует использования химии коагуляции или высоких температур для получения твердых нитей из раствора. Это делает процесс особенно подходящим для производства волокон с использованием больших и сложных молекул. Также практикуется электропрядение из расплавленных прекурсоров; этот метод гарантирует, что растворитель не попадет в конечный продукт.

Процесс [ править ]

Когда к капле жидкости прикладывается достаточно высокое напряжение , тело жидкости становится заряженным, и электростатическое отталкивание противодействует поверхностному натяжению, и капля растягивается; в критической точке с поверхности вырывается струя жидкости. Эта точка извержения известна как конус Тейлора . Если молекулярная когезия жидкости достаточно высока, разделения потока не происходит (если это происходит, капли распыляются электрораспылением) и образуется заряженная струя жидкости. [3] [4]

По мере высыхания струи в полете режим протекания тока меняется с омического на конвективный по мере того, как заряд мигрирует к поверхности волокна. Затем струя удлиняется за счет процесса взбивания, вызванного электростатическим отталкиванием, возникающим на небольших изгибах волокна, до тех пор, пока она, наконец, не осаждается на заземленном коллекторе. [5] Удлинение и утонение волокна в результате этой нестабильности при изгибе приводит к образованию однородных волокон с диаметром в нанометровом масштабе. [6]

Как изменяется распределение заряда в волокне по мере высыхания волокна во время полета
Диаграмма, показывающая формирование волокна путем электроспиннинга

Параметры [ править ]

  • Молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение и архитектура (разветвленная, линейная и т. Д.) Полимера.
  • Свойства раствора (вязкость, проводимость и поверхностное натяжение)
  • Электрический потенциал, скорость потока и концентрация
  • Расстояние между капилляром и экраном для сбора
  • Параметры окружающей среды (температура, влажность и скорость воздуха в камере)
  • Движение и размер целевого экрана (коллектор)
  • Калибр иглы

Аппарат и дальность [ править ]

Стандартная лабораторная установка для электроспиннинга состоит из фильеры (обычно иглы для подкожных инъекций ), подключенной к источнику постоянного тока высокого напряжения (от 5 до 50 кВ), шприцевого насоса и заземленного коллектора. Полимерный раствор, золь-гель , суспензии или частиц расплава загружают в шприц и эта жидкость выдавливается из кончика иглы с постоянной скоростью с помощью шприцевого насоса. [7] В качестве альтернативы, капля на кончике фильеры может быть пополнен за счет подачи из бака заголовка , обеспечивающего давление постоянной подачи. Эта подача с постоянным давлением лучше работает с сырьем с более низкой вязкостью.

Схема электропрядения / электрораспыления с вариациями для различных результатов обработки.
Лабораторная электроспиннинговая машина постоянного давления (для горизонтального производства волокна)

Возможности увеличения [ править ]

  • Умножение игл [8]
  • Электропрядение с вращающимся роликом
  • Электропрядение проволоки
  • Пузырьковое электропрядение [9]
  • Электропрядение шара
  • Высокоскоростной электропрядение [10]
  • Электроформование кромок пластин [11]
  • Чашечный электроспиннинг [12]
  • Электропрядение с полой трубкой [13]
  • Электропрядение с вращающимся конусом [14]
  • Электропрядение спиральной катушки [15]
  • Электроудар [16]
  • Безыгольное (также известное как беззарядное) электроспиннинг [17] [18]
  • Электропрядение на переменном токе [19] [20] [21] [22]

Другие методы [ править ]

Модификация фильеры и / или типа раствора может позволить создавать волокна с уникальной структурой и свойствами. Электросрядные волокна могут иметь пористую морфологию или морфологию ядро-оболочка в зависимости от типа пряденных материалов, а также скорости испарения и смешиваемости используемых растворителей. Для методов, которые включают несколько прядильных жидкостей, общие критерии создания волокон зависят от прядильности внешнего раствора. [23] Это открывает возможность создания композитных волокон, которые могут функционировать как системы доставки лекарств или обладают способностью к самовосстановлению в случае отказа. [24] [25]

Коаксиальный электроспиннинг [ править ]

Коаксиальная фильера из нержавеющей стали, произведенная ramé-hart instrument co., Succasunna, NJ.

Коаксиальная установка использует систему подачи двух растворов, которая позволяет вводить один раствор в другой на конце фильеры . Считается, что оболочка жидкости действует как носитель, который втягивает внутреннюю жидкость в конус Тейлора струи электропрядения. [23] Если растворы несмешивающиеся, то обычно наблюдается структура ядра и оболочки. Однако смешивающиеся растворы могут привести к пористости или волокну с отдельными фазами из-за разделения фаз во время затвердевания волокна. Для более сложных установок можно использовать трехосное или четырехосное (четырехосное) фильеру с несколькими решениями.

Типичная установка для коаксиального электропрядения. Две концентрически параллельные иглы образуют коаксиальную фильеру. Составной конус Тейлора формируется в отверстии иглы, охватывая два раствора, подаваемых в иглу из двух независимых резервуаров (шприцевых насосов). В этом примере в качестве коллектора используется отрицательно заряженная оправка. Положительно заряженные нановолокна ядро ​​/ оболочка расширяются и затвердевают по мере продвижения к поверхности коллектора. Изменено из Keirouz et al. (2020). [26]

Электропрядение эмульсии [ править ]

Эмульсии можно использовать для создания сердцевинной оболочки или композитных волокон без модификации фильеры. Однако эти волокна обычно труднее производить по сравнению с коаксиальным прядением из-за большего числа переменных, которые необходимо учитывать при создании эмульсии. Водную фазу и фазу несмешивающегося растворителя смешивают в присутствии эмульгирующего агента с образованием эмульсии. Можно использовать любой агент, который стабилизирует границу раздела между несмешивающимися фазами. Были успешно использованы поверхностно-активные вещества, такие как додецилсульфат натрия , тритон и наночастицы . В процессе электропрядения капли эмульсии в жидкости растягиваются и постепенно удерживаются, что приводит к их слиянию. Если объемная долявнутренней жидкости достаточно высока, может быть сформировано непрерывное внутреннее ядро. [27]

Электроформование смесей является разновидностью этого метода, в котором используется тот факт, что полимеры обычно не смешиваются с каждым из них и могут разделяться по фазам без использования поверхностно-активных веществ. Этот метод можно еще больше упростить, если использовать растворитель, растворяющий оба полимера. [28]

Электропрядение из расплава [ править ]

Основная статья: Электропрядение из расплава

Электроформование полимерных расплавов устраняет необходимость использования летучих растворителей при электроформовании раствора. [29] Могут быть созданы полукристаллические полимерные волокна, такие как ПЭ , ПЭТ и ПП , которые в противном случае было бы невозможно или очень трудно создать с помощью прядения из раствора. Установка очень похожа на ту, что используется при обычном электропрядении, и включает использование шприца или фильеры, источника высокого напряжения и коллектора. Полимерный расплав обычно получают путем нагрева либо резистивным нагревом, либо циркулирующими жидкостями, либо воздухом, либо лазером. [30]

Из-за высокой вязкости полимерных расплавов диаметры волокон обычно немного больше, чем диаметры, полученные при электроспиннинге из раствора. Однородность волокна при достижении стабильной скорости потока и теплового равновесия имеет тенденцию быть очень хорошей. Нестабильность взбивания, которая является преобладающей стадией растяжения волокна для формования из растворов, может отсутствовать в процессе из-за низкой проводимости расплава и высокой вязкости расплава. Наиболее существенными факторами, влияющими на размер волокна, как правило, являются скорость подачи, молекулярная масса полимера и диаметр фильеры. К настоящему времени созданы волокна с размерами от ~ 250 нм до нескольких сотен микрометров , при этом меньшие размеры достигаются с использованием полимеров с низким молекулярным весом. [31]

История [ править ]

В конце 16 века Уильям Гилберт [32] задумал описать поведение магнитных и электростатических явлений. Он заметил, что когда кусок янтаря, имеющий соответствующий электрический заряд, подносится к капле воды, он принимает форму конуса, и маленькие капельки выбрасываются из кончика конуса: это первое зарегистрированное наблюдение электрораспыления .

В 1887 году CV Boys описал «старый, но малоизвестный эксперимент электрического прядения» . Аппарат мальчиков состоял из «небольшой тарелки, изолированной и связанной с электрической машиной» . [33] Он обнаружил, что когда его исходная жидкость достигала края блюда, он мог вытягивать волокна из ряда материалов, включая шеллак , пчелиный воск , сургуч , гуттаперчу и коллодий .

Процесс электроспиннинга был запатентован Дж. Ф. Кули в мае 1900 г. [34] и феврале 1902 г. [35] и У. Дж. Мортоном в июле 1902 г. [36]

В 1914 году Джон Зеленый опубликовал работу о поведении капель жидкости на концах металлических капилляров. [37] Его усилия положили начало попытке математического моделирования поведения жидкостей под действием электростатических сил.

Дальнейшие разработки в направлении коммерциализации были сделаны Антоном Формхалсом и описаны в серии патентов с 1934 [38] по 1944 [39] на производство текстильных нитей. Электроформование из расплава, а не раствора, было запатентовано CL Norton в 1936 году [40] с использованием воздушной струи, способствующей образованию волокон.

В 1938 году Натали Д. Розенблюм и Игорь В. Петрянов-Соколов [41], работая в группе Николая А. Фукса в Аэрозольной лаборатории Института им. Л. Я. Институт Карпова [42] в СССР создал электроспряденные волокна, из которых они превратились в фильтрующие материалы, известные как « фильтры Петрянова ». К 1939 году эта работа привела к созданию в Твери фабрики по производству электроэлементов дымовых фильтров для противогазов. Материал, получивший название BF (Battlefield Filter), был спряден из ацетата целлюлозы в смеси растворителей дихлорэтана и этанола . К 1960-м годам объем производства центробежного фильтрующего материала составлял 20 миллионов м 2 в год.[43]

Между 1964 и 1969 годами сэр Джеффри Ингрэм Тейлор разработал теоретические основы электроспиннинга. [44] [45] [46] Работа Тейлора способствовала электроспиннингу, математически моделируя форму конуса, образованного каплей жидкости под действием электрического поля; эта характерная форма капли теперь известна как конус Тейлора. Далее он работал с Дж. Р. Мельчером над разработкой «модели вытекающего диэлектрика» для проводящих жидкостей. [47]

Саймон в отчете о гранте NIH SBIR за 1988 г. показал, что электроспиннинг из раствора может быть использован для производства полистирольных и поликарбонатных волокнистых матов нано- и субмикронного масштаба, специально предназначенных для использования в качестве субстратов для клеток in vitro. Это раннее применение электроспряденных волокнистых решеток для клеточных культур и тканевой инженерии показало, что различные типы клеток могут прилипать к волокнам и размножаться на них in vitro. Также наблюдались небольшие изменения химического состава поверхности волокон в зависимости от полярности электрического поля во время прядения. [48]

В начале 1990-х годов несколько исследовательских групп (в частности, группа Ренекера и Рутледжа, популяризировавших для этого процесса название электропрядение ) [49] продемонстрировали, что многие органические полимеры могут быть электроспрядены в нановолокна . С тех пор количество публикаций об электроспиннинге с каждым годом растет в геометрической прогрессии. [6]

С 1995 года были проведены дальнейшие теоретические разработки приводных механизмов процесса электропрядения. Резник и др. описал форму конуса Тейлора и последующий выброс струи жидкости. [50] Hohman et al. исследовал относительную скорость роста множества предложенных нестабильностей в электрически форсированной струе один раз в полете [51] и попытался описать наиболее важную нестабильность процесса электроспиннинга - изгибную (изгибную) неустойчивость.

Использует [ редактировать ]

Размер электропряденого волокна может быть в наномасштабе, и волокна могут обладать текстурой поверхности в наномасштабе, что приводит к различным способам взаимодействия с другими материалами по сравнению с материалами макроуровня. [52]В дополнение к этому ожидается, что ультратонкие волокна, полученные методом электроспиннинга, будут иметь два основных свойства: очень высокое отношение поверхности к объему и относительно бездефектную структуру на молекулярном уровне. Это первое свойство делает электропряденый материал подходящим для деятельности, требующей высокой степени физического контакта, такой как обеспечение участков для химических реакций или улавливание мелкодисперсного материала путем физического запутывания - фильтрации. Второе свойство должно позволить электропряденным волокнам приблизиться к теоретической максимальной прочности формованного материала, открывая возможность создания композитных материалов с высокими механическими характеристиками .

Фильтрация [ править ]

Споры клубничного мха Lycopodium (диаметр около 60 микрометров), захваченные на электроспряденном волокне из поливинилового спирта.

Использование нановолоконных полотен в качестве фильтрующей среды хорошо известно. Из-за небольшого размера волокон силы Лондона-Ван-дер-Ваальса являются важным методом адгезии между волокнами и захваченными материалами. Полимерные нановолокна используются в системах фильтрации воздуха более семи десятилетий. [43] [53]Из-за плохих объемных механических свойств тонких нанопаутины они укладываются на подложку из фильтрующей среды. Малые диаметры волокон вызывают потоки скольжения на поверхностях волокон, что приводит к увеличению эффективности перехвата и инерционного удара этих композитных фильтрующих материалов. Повышенная эффективность фильтрации при том же перепаде давления возможна с волокнами диаметром менее 0,5 мкм. Поскольку важнейшими свойствами защитной одежды являются перенос паров влаги, повышенная способность ткани дышать и повышенная химическая стойкость к токсичным веществам, мембраны из электропряденого нановолокна являются хорошими кандидатами для этих целей. [54]

Текстильное производство [ править ]

Большинство ранних патентов на электропрядение относились к текстильным приложениям, однако на самом деле тканого материала производилось мало, возможно, из-за трудностей при обращении с едва видимыми волокнами. Тем не менее, электроспиннинг имеет потенциал для производства бесшовных нетканых предметов одежды за счет интеграции передовых технологий производства с электроспиннингом волокон. Это приведет к появлению многофункциональности (пламя, химическая защита, защита окружающей среды) путем смешивания волокон в слои, полученные методом электропрядения (с использованием электропрядения для объединения различных волокон и покрытий с образованием трехмерных форм, таких как одежда ) [55], слоев в сочетании с полимерными покрытиями. [56]

Медицинский [ править ]

Электроспиннинг можно использовать и в медицинских целях. [57] В электросварные каркасы, предназначенные для тканевой инженерии, можно проникать клетками для лечения или замены биологических мишеней. [58] Нанофиброзные раневые повязки обладают отличной способностью изолировать рану от микробных инфекций. [59] Другие медицинские текстильные материалы, такие как шовные нити , также можно получить с помощью электропрядения. [60] Путем добавления лекарственного вещества в раствор для электропрядения или расплава [61] различных волокнистых систем доставки лекарств (например, имплантатов, [62] трансдермальных пластырей, [63] пероральных форм[64] ) могут быть подготовлены.

Косметика [ править ]

Электроспрядные наноматериалы использовались для контроля их доставки, чтобы они могли работать внутри кожи, улучшая ее внешний вид. [65] Электропрядение - альтернатива традиционным наноэмульсиям и нанолипосомам.

Фармацевтическое производство [ править ]

Непрерывный способ и эффективный эффект сушки позволяют интегрировать электропрядение в системы непрерывного фармацевтического производства. [66] Синтезированное жидкое лекарственное средство можно быстро превратить в твердый продукт, полученный методом электроспряжения, который можно перерабатывать для таблетирования и других лекарственных форм.

Композиты [ править ]

Ультратонкие электропряденые волокна демонстрируют явный потенциал для производства длинноволокнистых композиционных материалов. [67]

Применение ограничено трудностями в производстве достаточного количества волокна для изготовления значительных крупномасштабных изделий в разумные сроки. По этой причине медицинские приложения, требующие относительно небольших количеств волокна, являются популярной областью применения материалов, армированных электропряденым волокном.

Электропрядение исследуется как источник экономичных и простых в производстве перевязочных материалов для ран, медицинских имплантатов и каркасов для производства искусственных тканей человека. Эти каркасы выполняют ту же функцию, что и внеклеточный матрикс в естественной ткани. Для этой цели обычно используются биоразлагаемые полимеры, такие как поликапролактон . Эти волокна затем могут быть покрыты коллагеном, чтобы способствовать прикреплению клеток, хотя коллаген успешно превращается непосредственно в мембраны. [68]

Оптическое изображение эпоксидной смолы, пропитывающей мат из армирующего волокна из электропряденого поливинилового спирта
СЭМ-изображение поверхности излома композита длинное волокно поливинилового спирта - эпоксидная матрица - толщина среза около 12 мкм.

Катализаторы [ править ]

Электросрядные волокна могут иметь потенциал в качестве поверхности для иммобилизации ферментов . Эти ферменты могут использоваться, среди прочего, для разложения токсичных химикатов в окружающей среде. [6]

Массовое производство [ править ]

До сих пор, по крайней мере , восемь стран в мире есть компании , которые обеспечивают промышленный уровень и лабораторный масштаб электропрядения машин: три компании каждые в Италии и Чехии , два в Иране , Японии и Испании , и один каждый в Нидерландах , Новая Зеландия [69] и Турция . [70]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Шуберт, Дирк В. (июль 2019 г.). «Выявление новых степенных законов и квантования в электроспиннинге с учетом расщепления струи - на пути к прогнозированию диаметра волокна и его распределения» . Макромолекулярная теория и моделирование . 28 (4): 1900006. DOI : 10.1002 / mats.201900006 . ISSN  1022-1344 .
  2. ^ Ziabicki, А. (1976) Основы формирования волокон , John Wiley и Sons, Лондон, ISBN 0-471-98220-2 . 
  3. ^ Высокоскоростное видео формирования конуса Тейлора и электропрядения . youtube.com
  4. ^ Видео процесса формирования нановолокна процесса электропрядения с одним соплом . youtube.com
  5. ^ Высокоскоростное видео нестабильности взбивания . youtube.com
  6. ^ a b c Li, D .; Ся, Ю. (2004). «Электроспиннинг нановолокон: изобретение колеса заново?». Современные материалы . 16 (14): 1151–1170. DOI : 10.1002 / adma.200400719 .
  7. ^ Merritt, Sonia R .; Агата А. Экснер; Чжэнхун Ли; Хорст А. фон Рекум (май 2012 г.). «Электропрядение и визуализация». Современные инженерные материалы . 14 (5): B266 – B278. DOI : 10.1002 / adem.201180010 .
  8. ^ Варесано, А .; Карлетто, РА; Маццучетти, Г. (2009). «Экспериментальные исследования процесса многоструйного электропрядения». Журнал технологий обработки материалов . 209 (11): 5178–5185. DOI : 10.1016 / j.jmatprotec.2009.03.003 .
  9. ^ Лю, Ю.; He, J.-H .; Ю., Ж.-Й. (2008). «Пузырьковое электропрядение: новый метод изготовления нановолокон» . Журнал физики: Серия конференций . 96 (1): 012001. Bibcode : 2008JPhCS..96a2001L . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 96/1/012001 .
  10. ^ Надь, ZK; Балог, А .; Démuth, B .; Pataki, H .; Vigh, T .; Szabó, B .; Molnár, K .; Шмидт, БТ; Horák, P .; Мароши, Г. (2015). «Высокоскоростной электропрядение для масштабного производства аморфной твердой дисперсии итраконазола» (PDF) . Международный фармацевтический журнал . 480 (1–2): 137–142. DOI : 10.1016 / j.ijpharm.2015.01.025 . PMID 25596415 .  
  11. ^ Топпи, Нью-Мексико; Бочинский, младший; Кларк, LI; Горга, РЭ (2010). "Неограниченная жидкость электроспрядением в высококачественные нановолокна с кромки пластины" (PDF) . Полимер . 51 (21): 4928–4936. DOI : 10.1016 / j.polymer.2010.07.046 .
  12. ^ Thoppey, N .; Bochinski, J .; Clarke, L .; Горга, Р. (2011). «Электропрядение кромок для высокопроизводительного производства качественных нановолокон» (PDF) . Нанотехнологии . 22 (34): 345301. Bibcode : 2011Nanot..22H5301T . DOI : 10.1088 / 0957-4484 / 22/34/345301 . PMID 21799242 .  
  13. ^ Varabhas, J .; Чейз, G .; Ренекер, Д. (2008). «Электросрядные нановолокна из пористой полой трубки». Полимер . 49 (19): 4226–4229. DOI : 10.1016 / j.polymer.2008.07.043 .
  14. ^ Lu, B .; Wang, Y .; Liu, Y .; Duan, H .; Чжоу, Дж .; Zhang, Z .; Wang, Y .; Li, X .; Wang, W .; Лан, В. (2010). «Сверхвысокопроизводительное безыгольное электроформование с использованием вращающегося конуса в качестве фильеры». Маленький . 6 (15): 1612–1616. DOI : 10.1002 / smll.201000454 . PMID 20602427 . 
  15. ↑ Lee JH, Shin DW, Nam KB, Gim YH, Ko HS, Seo DK, Lee GH, Kim YH, Kim SW, Oh TS, Yoo JB (2016). «Непрерывные пучки выровненного электропряденого нановолокна из ПАН с использованием электростатического спирального коллектора и сходящейся катушки». Полимер . 84 (10): 52–58. DOI : 10.1016 / j.polymer.2015.11.046 .
  16. ^ Балог, Аттила; Хорватова, Тимеа; Фюлоп, Золтан; Лофтссон, Торстейнн; Харастос, Анна Хельга; Мароши, Дьёрдь; Надь, Зсомбор К. (апрель 2015 г.). «Электрообдува и электроспиннинг растворной инъекции на основе фиброзного диклофенака натрий-циклодекстринового комплекса». Журнал науки и технологий доставки лекарств . 26 : 28–34. DOI : 10.1016 / j.jddst.2015.02.003 .
  17. ^ Ню, Хайтао; Линь, Тонг (2012). «Генераторы волокна в безыгольном электропрядении» . Журнал наноматериалов . 12 .
  18. ^ Кейруз, Антониос; Захарова, Мария; Квон, Джэхун; Роберт, Колин; Куцос, Василиос; Калланан, Энтони; Чен, Сяньфэн; Фортунато, Джузеппино; Радачи, Норберт (01.07.2020). «Высокопроизводительное производство электропряденых волокон на основе фиброина шелка в качестве биоматериала для тканевой инженерии кожи» . Материалы Наука и техника: C . 112 : 110939. DOI : 10.1016 / j.msec.2020.110939 . ISSN 0928-4931 . PMID 32409085 .  
  19. ^ Балог, Аттила; Челко, Ричард; Демут, Балаж; Веррек, Герт; Менш, Юрген; Мароши, Дьёрдь; Надь, Жомбор Кристоф (ноябрь 2015 г.). «Электроспиннинг переменного тока для приготовления волокнистых систем доставки лекарств». Международный фармацевтический журнал . 495 (1): 75–80. DOI : 10.1016 / j.ijpharm.2015.08.069 . PMID 26320549 . 
  20. ^ Сиван, Маникандан; Мадхешваран, Дивьябхарати; Асадиан, Махтаб; Охлаждает, Питер; Туккарам, Моника; Ван дер Вурт, Паскаль; Морент, Рино; Де Гейтер, Натали; Лукас, Дэвид (2020-10-15). «Влияние обработки плазмой на объемные свойства поликапролактоновых нановолоконных матов, изготовленных необычным методом электроспиннинга переменного тока: сравнительное исследование» . Технология поверхностей и покрытий . 399 : 126203. DOI : 10.1016 / j.surfcoat.2020.126203 . ISSN 0257-8972 . 
  21. ^ Manikandan, S .; Дивьябхаратхи, М.; Томас, К .; Павел, П .; Дэвид, Л. (1 января 2019 г.). «Производство поли (ε-капролактон) антимикробных нановолокон методом безыгольного электропрядения на переменном токе» . Материалы сегодня: Материалы . 6-я Международная конференция по последним достижениям в области материалов, минералов и окружающей среды (RAMM) 2018, RAMM 2018, 27–29 ноября 2018 г., Пенанг, Малайзия. 17 : 1100–1104. DOI : 10.1016 / j.matpr.2019.06.526 . ISSN 2214-7853 . 
  22. ^ Лоусон, Кейтлин; Станишевский, Андрей; Сиван, Маникандан; Покорный, Павел; Лукаш, Давид (2016). «Быстрое производство нановолокон из поли (ε-капролактон) с использованием безыгольного электропрядения на переменном токе» . Журнал прикладной науки о полимерах . 133 (13): н / д. DOI : 10.1002 / app.43232 . ISSN 1097-4628 . 
  23. ^ a b Базилевский, Александр В .; Ярин, Александр Л .; Мегаридис, Константин М. (2007). «Совместное электроформование волокон сердечник-оболочка с использованием односопловой техники». Ленгмюра . 23 (5): 2311–4. DOI : 10.1021 / la063194q . PMID 17266345 . S2CID 36284720 .  
  24. ^ Цзэн, Дж; Сюй, Х; Чен, X; Лян, Q; Биан, Х; Ян, Л; Цзин, X (2003). «Биоразлагаемые электропряденые волокна для доставки лекарств». Журнал контролируемого выпуска . 92 (3): 227–31. DOI : 10.1016 / S0168-3659 (03) 00372-9 . PMID 14568403 . 
  25. ^ Sinha-Ray, S .; Pelot, DD; Чжоу, З.П .; Рахман, А .; Wu, X.-F .; Ярин А.Л. (2012). «Инкапсуляция самовосстанавливающихся материалов путем соэлектроспиннинга, эмульсионного электропрядения, выдувания раствора и интеркаляции». Журнал химии материалов . 22 (18): 9138. DOI : 10.1039 / C2JM15696B . S2CID 97333850 . 
  26. ^ Кейруз, Антониос; Радачи, Норберт; Рен, Цюнь; Домманн, Алекс; Бельди, Гвидо; Маниура-Вебер, Катарина; Росси, Рене М .; Фортунато, Джузеппино (18.03.2020). «Антимикробные нановолокна из нейлона-6 / хитозана с ядром / оболочкой для предотвращения инфицирования хирургической области, связанного с сеткой» . Журнал нанобиотехнологий . 18 (1): 51. DOI : 10,1186 / s12951-020-00602-9 . ISSN 1477-3155 . PMC 7081698 . PMID 32188479 .   
  27. ^ Сюй, Сюлин; Чжуан, Сюли; Чен, Сюэси; Ван, Синьри; Ян, Лисинь; Цзин, Сябинь (2006). «Получение композитных нановолокон ядро-оболочка методом эмульсионного электропрядения». Макромолекулярные быстрые коммуникации . 27 (19): 1637–1642. DOI : 10.1002 / marc.200600384 .
  28. ^ Лин, Песня; Цай, Цин; Цзи, Цзяньин; Суй, банда; Ю, Юньхуа; Ян, Сяопин; Ма, Ци .; Вэй, Ян; Дэн, Сюлян (2008). «Композиты, усиленные электропряденым нановолокном и упрочненные посредством формирования наноинтерфейса на месте» (PDF) . Композиты науки и техники . 68 (15–16): 3322–3329. DOI : 10.1016 / j.compscitech.2008.08.033 . Архивировано из оригинального (PDF) 03.09.2013 . Проверено 16 мая 2013 .
  29. ^ Надь, ZK; Балог, А .; Drávavölgyi, G .; Ferguson, J .; Pataki, H .; Vajna, B .; Мароши, Г. (2013). «Электропрядение из расплава без растворителя для приготовления быстро растворяющейся системы доставки лекарств и сравнение с электроспиннингом на основе растворителя и экструдированными системами из расплава». Журнал фармацевтических наук . 102 (2): 508–17. DOI : 10.1002 / jps.23374 . PMID 23161110 . 
  30. ^ Hutmacher, Dietmar W .; Далтон, Пол Д. (2011). «Электропрядение из расплава». Химия: Азиатский журнал . 6 (1): 44–56. DOI : 10.1002 / asia.201000436 . PMID 21080400 . 
  31. ^ Дальтон, Пол Д .; Графаренд, Дирк; Клинкхаммер, Кристина; Клее, Дорис; Мёллер, Мартин (2007). «Электроформование полимерных расплавов: феноменологические наблюдения» (PDF) . Полимер . 48 (23): 6823–6833. DOI : 10.1016 / j.polymer.2007.09.037 . Архивировано из оригинального (PDF) 21 декабря 2009 года.
  32. ^ Gilbert, W. (1628) De Magnete, Magneticisque Corporibus, и де Маген Magnete Tellure (на магнит и магнитные тела, и что Великая Магнит Земли), Лондон, Питер Шорты.
  33. ^ Мальчики, CV (1887). «О производстве, свойствах и некоторых предлагаемых способах использования тончайших нитей» . Труды физического общества . 9 (1): 8–19. Bibcode : 1887PPSL .... 9 .... 8B . DOI : 10.1088 / 1478-7814 / 9/1/303 .
  34. ^ Cooley, JF патент Великобритании 06385 «Улучшенные способы и устройства для электрического разделения относительно летучего жидкого компонента из компонента относительно основных веществ композиционных жидкостей» 19 мая 1900
  35. ^ Кули, JF et al. «Аппарат для электрического диспергирования жидкостей» Патент США 692 631 Дата выдачи : 4 февраля 1902 г.
  36. ^ Morton, WJ et al. «Способ диспергирования жидкостей» Патент США 0,705,691 Дата выдачи : 29 июля 1902 г.
  37. Перейти ↑ Zeleny, J. (1914). «Электрический разряд из жидких точек и гидростатический метод измерения электрической напряженности на их поверхности» . Физический обзор . 3 (2): 69–91. Полномочный код : 1914PhRv .... 3 ... 69Z . DOI : 10.1103 / PhysRev.3.69 .
  38. ^ Formhals, Антон и др. «Способ и устройство для изготовления искусственных нитей» Патент США 1 975 504 Дата выдачи : 2 октября 1934 г.
  39. ^ Formhals, Антон и др. «Способ и устройство для прядения» Патент США 2 349 950 Дата выдачи : 30 мая 1944 г.
  40. ^ Norton, CL "Способ и устройство для производства волокнистого или нитевидного материала" Патент США 2048651 Дата выдачи : 21 июля 1936 г.
  41. ^ Коллеги; Студенты (2007). «К 100-летию со дня рождения И. В. Петрянова-Соколова». Известия, Физика атмосферы и океана . 43 (3): 395. Bibcode : 2007IzAOP..43..395. . DOI : 10.1134 / S0001433807030164 . S2CID 188991797 . 
  42. ^ Лаборатория электропрядения волокнистых материалов (FMEL). Архивировано 12 июля 2012 г. на Wayback Machine . electrospinning.ru
  43. ^ a b Филатов, Ю. Будыка, А. Кириченко, В. (Пер. Д. Леттерман) (2007) Электроформование микро- и нановолокон: основы и применение в процессах разделения и фильтрации , Begell House Inc., Нью-Йорк, США , ISBN 978-1-56700-241-6 . 
  44. ^ Тейлор, Г. (1964). «Распад капель воды в электрическом поле». Труды Королевского общества А . 280 (1382): 383–397. Bibcode : 1964RSPSA.280..383T . DOI : 10,1098 / rspa.1964.0151 . JSTOR 2415876 . S2CID 15067908 .  
  45. ^ Тейлор, Г. (1966). «Сила, действующая электрическим полем на длинный цилиндрический проводник». Труды Королевского общества А . 291 (1425): 145–158. Bibcode : 1966RSPSA.291..145T . DOI : 10,1098 / rspa.1966.0085 . S2CID 120946066 . 
  46. ^ Тейлор, Г. (1969). «Самолеты с электроприводом». Труды Королевского общества А . 313 (1515): 453–475. Bibcode : 1969RSPSA.313..453T . DOI : 10,1098 / rspa.1969.0205 . JSTOR 2416488 . S2CID 122790146 .  
  47. ^ Мельчер, младший; Тейлор, Г. (1969). «Электрогидродинамика: обзор роли межфазных касательных напряжений». Ежегодный обзор гидромеханики . 1 (1): 111–146. Полномочный код : 1969AnRFM ... 1..111M . DOI : 10.1146 / annurev.fl.01.010169.000551 .
  48. ^ Саймон, Эрик М. (1988). «ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ NIH ФАЗЫ I: ВОЛОКОННЫЕ СУБСТРАТЫ ДЛЯ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК (R3RR03544A)» . ResearchGate . Проверено 22 мая 2017 .
  49. ^ Доши, Дж .; Ренекер, Д.Х. (1995). «Процесс электропрядения и применение электропряденых волокон». Журнал электростатики . 35 (2–3): 151–160. DOI : 10.1016 / 0304-3886 (95) 00041-8 .
  50. ^ Резник, С. Н.; Ярин А.Л .; Терон А. и Зуссман Э. (2004). «Переходные и устойчивые формы капель, прикрепленных к поверхности в сильном электрическом поле» (PDF) . Журнал гидромеханики . 516 : 349–377. Bibcode : 2004JFM ... 516..349R . DOI : 10.1017 / S0022112004000679 . Архивировано из оригинального (PDF) 27 июля 2014 года . Проверено 16 мая 2013 .
  51. ^ Хохман, ММ; Шин, М .; Рутледж, Г. и Бреннер, член парламента (2001). «Электропрядение и электрически форсированные струи. I. Теория устойчивости» (PDF) . Физика жидкостей . 13 (8): 2201. Bibcode : 2001PhFl ... 13.2201H . DOI : 10.1063 / 1.1383791 .
  52. ^ Ajayan PM, Шадлер, LS и Браун, П. В. (2003) Nanocomposite Наука и технологии, Weinheim, Wiley-VCH, ISBN 9783527602124 , DOI : 10.1002 / 3527602127 . 
  53. ^ Donaldson нановолокна Продукты архивации 2011-07-10 в Wayback Machine
  54. ^ Суббиа, Тандавамурти; Бхат, GS; Ток, RW; Parameswaran, S .; Рамкумар, СС (2005). «Электроформование нановолокон» . Журнал прикладной науки о полимерах . 96 (2): 557–569. DOI : 10.1002 / app.21481 .
  55. ^ Ли, S .; Обендорф, СК (2007). «Использование электропряденого нановолоконного полотна для защитных текстильных материалов в качестве барьеров для проникновения жидкости». Текстильный исследовательский журнал . 77 (9): 696–702. DOI : 10.1177 / 0040517507080284 . S2CID 136722801 . 
  56. ^ Ю-Цзюнь Чжан; Ю-Донг Хуанг (2004). «Электропряденые флизелиновые маты EVOH». XXI Международный симпозиум по разрядам и электроизоляции в вакууме, 2004 г. Труды. ISDEIV . 1 . п. 106. DOI : 10,1109 / DEIV.2004.1418615 . ISBN 0-7803-8461-X.
  57. ^ Подоконник, Трэвис Дж .; фон Рекум, Хорст А. (май 2008 г.). «Электроспиннинг: применение в доставке лекарств и тканевой инженерии». Биоматериалы . 29 (13): 1989–2006. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2008.01.011 . PMID 18281090 . 
  58. ^ Ли, Ван-Цзюй; Laurencin, Cato T .; Катерсон, Эдвард Дж .; Туан, Рокки С .; Ко, Фрэнк К. (15 июня 2002 г.). «Нановолоконная структура из электропрядения: новый каркас для тканевой инженерии». Журнал исследований биомедицинских материалов . 60 (4): 613–621. DOI : 10.1002 / jbm.10167 . PMID 11948520 . S2CID 1047910 .  
  59. ^ Кхиль, Мён-Сеоб; Ча, Донг-Ир; Ким, Хак-Ён; Ким, Ин-Шик; Бхаттарай, Нараян (15 ноября 2003 г.). «Электроспенная нановолоконная полиуретановая мембрана в качестве повязки на рану». Журнал исследований биомедицинских материалов . 67B (2): 675–679. DOI : 10.1002 / jbm.b.10058 . PMID 14598393 . 
  60. ^ Велдон, Кристофер Б.; Цуй, Джонатан Х .; Шанкараппа, Сахадев А .; Nguyen, Vy T .; Ма, Минглин; Андерсон, Дэниел Дж .; Кохане, Дэниел С. (август 2012 г.). «Электропряденые нити с лекарственным покрытием для местной анестезии» (PDF) . Журнал контролируемого выпуска . 161 (3): 903–909. DOI : 10.1016 / j.jconrel.2012.05.021 . ЛВП : 1721,1 / 101125 . PMC 3412890 . PMID 22609349 .   
  61. ^ Надь, Жомбор Кристоф; Балог, Аттлия; Дрававёльдьи, Габор; Фергюсон, Джеймс; Патаки, Хайналка; Вайна, Балаж; Мароши, Дьёрдь (февраль 2013 г.). "Электроформование расплава без растворителей для приготовления быстро растворяющейся системы доставки лекарств и сравнение с системами электропрядения на основе растворителя и экструдированием расплава". Журнал фармацевтических наук . 102 (2): 508–517. DOI : 10.1002 / jps.23374 . PMID 23161110 . 
  62. ^ Андукури, Адинараяна; Кушваха, Минакши; Тамбралли, Аджай; Андерсон, Джоэл М .; Дин, Деррик Р .; Берри, Джоэл Л .; Сон, Янг Дуг; Юн, Ён Суп; Brott, Brigitta C .; Джун, Хо-Ук (январь 2011 г.). «Гибридная биомиметическая наноматрица, состоящая из электропряденого поликапролактона и биоактивных пептидных амфифилов для сердечно-сосудистых имплантатов» . Acta Biomaterialia . 7 (1): 225–233. DOI : 10.1016 / j.actbio.2010.08.013 . PMC 2967669 . PMID 20728588 .  
  63. ^ Taepaiboon, Pattama; Рунгсардтонг, Урача; Супапхол, Питт (сентябрь 2007 г.). «Наполненные витамином электропряденые маты из нановолокна из ацетата целлюлозы в качестве трансдермальных и дермальных терапевтических агентов витамина А, кислоты и витамина Е». Европейский журнал фармацевтики и биофармацевтики . 67 (2): 387–397. DOI : 10.1016 / j.ejpb.2007.03.018 . PMID 17498935 . 
  64. ^ Надь, Zs. К .; Нюль, К .; Вагнер, И .; Молнар, К .; Мароши, Гр. (2010). «Электроспрядный водорастворимый полимерный мат для сверхбыстрого высвобождения донепезила HCl» (PDF) . Экспресс-полимерные письма . 4 (12): 763–772. DOI : 10.3144 / expresspolymlett.2010.92 .
  65. ^ Зеландия, Бхувана Каннан, доктор философии, Пабло Лепе, доктор философии, и Иэн К. Хози, Revolution Fibers Ltd, Нью-Йорк. «Новый поворот в доставке: Электропряденый коллаген выводит активные вещества на новую глубину» . Косметика и туалетные принадлежности . Проверено 31 августа 2019 .
  66. ^ Балог, Аттила; Домокос, Андраш; Фаркаш, Балаж; Фаркас, Аттила; Rapi, Zsolt; Поцелуй, Домокос; Ньири, Золтан; Эке, Жужанна; Шарка, Дьёрдьи; Оркеньи, Роберт; Матравёльдьи, Бела; Файгл, Ференц; Мароши, Дьёрдь; Надь, Жомбор Кристоф (октябрь 2018 г.). «Непрерывное непрерывное производство твердых лекарственных форм: синтез потока сопряжения и рецептура путем электроспиннинга» (PDF) . Журнал химической инженерии . 350 : 290–299. DOI : 10.1016 / j.cej.2018.05.188 .
  67. ^ Молнар, К .; Vas, LM; Цигани Т. (2011). «Определение прочности на разрыв электропряденых одиночных нановолокон путем моделирования поведения нановолоконного мата при растяжении». Композиты Часть B: Инженерия . 43 : 15–21. DOI : 10.1016 / j.compositesb.2011.04.024 .
  68. ^ Мэтьюз JA; Wnek GE; Simpson DG; Bowlin GL (2002). «Электроспиннинг коллагеновых нановолокон». Биомакромолекулы . 3 (2): 232–8. DOI : 10.1021 / bm015533u . PMID 11888306 . 
  69. ^ «Revolution Fibers производит до солнца и обратно» . techweek.co.nz . Проверено 31 августа 2019 .
  70. ^ "Поставщики машин для массового производства электропрядения" . electrospintech.com . Проверено 15 января 2016 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • История науки и технологии электропрядения с 1600 по 1995 год , Н. Такер, Дж. Стангер, М. П. Штайгер, Х. Раззак и К. Хофман, Журнал инженерных волокон и тканей, том 7, выпуск 2 - 2012, стр. 63–73 [ 1]
  • Электропрядение: материалы, обработка и применение , J.-H. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2012, ISBN 978-3527320806 . 
  • Наука и технология полимерных нановолокон , А.Л. Андради, A. John Wiley & Sons, Inc., Хобокен, США, 2008 г., ISBN 978-0-471-79059-4 . 
  • Электропрядение , Дж. Стангер, Н. Такер и М. Стайгер, издательство I-Smithers Rapra (Великобритания), 2009, ISBN 978-1-84735-091-6 . 
  • Введение в электропрядение и нановолокна , С. Рамакришна, К. Фуджихара , В. Е. Тео, World Scientific Publishing Co. Pte Ltd. (июнь 2005 г.), ISBN 981-256-415-2 . 
  • Электроформование микро- и нановолокон: основы и приложения в процессах разделения и фильтрации , Ю. Филлатов, А. Будыка, В. Кириченко (пер. Д. Леттерман), Begell House Inc., Нью-Йорк, США, 2007, ISBN 978 -1-56700-241-6 . 
  • Выявление новых степенных законов и квантования в электроспиннинге с учетом разделения струи - на пути к прогнозированию диаметра волокна и его распределения , Д. В. Шуберт, Макромолекулярная теория и моделирование, Том 4, выпуск 18-2019 ISSN 1022-1344 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница Польской Академии Наук по электроспиннингу
  • Как описать процесс электроспиннинга
  • Hackaday, «OpenESpin: создание электропрядильной машины для всех».