Электропрядение
Электропрядение — это метод производства волокон, в котором используется электрическая сила (основанная на электрогидродинамическом принципе). [1] принципы) для вытягивания заряженных нитей из растворов полимеров для производства нановолокон диаметром от нанометров до микрометров. Электропрядение имеет общие характеристики как электрораспыления , так и традиционного сухого прядения волокон. [1] [3] Этот процесс не требует использования химии коагуляции или высоких температур для получения твердых нитей из раствора. Это делает этот процесс особенно подходящим для производства волокон с использованием больших и сложных молекул. Также практикуется электропрядение из расплавленных предшественников; этот метод гарантирует, что растворитель не попадет в конечный продукт.
Процесс
[ редактировать ]Когда к капле жидкости прикладывается достаточно высокое напряжение , тело жидкости заряжается, а электростатическое отталкивание противодействует поверхностному натяжению и капля растягивается; в критической точке с поверхности вырывается поток жидкости. Эта точка извержения известна как конус Тейлора . Если молекулярная связь жидкости достаточно высока, разрыва струи не происходит (в противном случае происходит электрораспыление капель) и формируется заряженная струя жидкости. [4] [5]
По мере высыхания струи в полете режим течения тока меняется с омического на конвективный по мере миграции заряда к поверхности волокна. Затем струя удлиняется за счет процесса взбивания, вызванного электростатическим отталкиванием, инициируемым при небольших изгибах волокна, пока она, наконец, не осядет на заземленном коллекторе. [6] Удлинение и утончение волокна в результате этой нестабильности изгиба приводит к образованию однородных волокон с диаметром нанометра . [7]
 |  |
Параметры [2]
[ редактировать ]- 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 сбора
- Параметры окружающей среды (температура, влажность и скорость воздуха в камере)
- Движение и размер целевого экрана (коллектора)
- Игла калибра
| Параметры | Влияние на волокна | Связано с |
|---|---|---|
| Параметры решения | ||
| Вязкость | Если оно слишком низкое, образования непрерывных волокон не произойдет; если оно слишком высокое, выброс струи из кончика иглы будет затруднен. | Концентрация полимера, молекулярная масса |
| Концентрация полимера | Увеличение концентрации приводит к увеличению диаметра. Требуется минимальная концентрация: если она слишком низкая, не будет достаточного количества запутываний для поддержания струи ( бусинок ). | Поверхностное натяжение, Вязкость |
| Молекулярный вес | Отражает количество переплетений полимерных цепей в растворе, а значит, и его вязкость. | Вязкость, Поверхностное натяжение, Проводимость |
| Проводимость | Напрямую связано с накоплением зарядов под действием электрического поля. Более высокая проводимость приводит к более сильному растяжению струи, в результате чего образуется волокно меньшего диаметра. | Напряжение |
| Поверхностное натяжение | При фиксированных остальных параметрах он определяет верхнюю и нижнюю границы окна электроспинирования. | |
| Параметры обработки | ||
| Напряжение | Формирование волокон происходит только после определенного порогового напряжения. Более высокие напряжения вызывают большее растяжение раствора с уменьшением диаметра волокна; но если напряжение слишком высокое, это может вызвать нестабильность струи и увеличить диаметр волокна. | Расстояние от наконечника до коллектора, проводимость, скорость подачи |
| Совет по дистанции коллектора | Влияет на время прохождения струи полимера; должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить полное испарение растворителя. | Напряжение, Скорость подачи |
| Скорость подачи | Определяет количество раствора, доступное в единицу времени. Влияет на скорость струи и скорость переноса материала. Увеличение скорости приводит к переработке большего количества полимера в данный момент, тем самым увеличивая диаметр волокна. | Расстояние от наконечника до коллектора, напряжение, вязкость |
| Параметры окружающей среды | ||
| Влажность | Высокая влажность может привести к образованию пор на поверхности волокна. | |
| Температура | Повышение температуры приводит к уменьшению диаметра волокна за счет снижения вязкости. | Вязкость |
Аппарат и ассортимент
[ редактировать ]Стандартная лабораторная установка для электропрядения состоит из фильеры (обычно иглы шприца для подкожных инъекций ), подключенной к источнику постоянного тока высокого напряжения (от 5 до 50 кВ), шприцевого насоса и заземленного коллектора. Раствор полимера , золь-гель , суспензия частиц или расплав загружается в шприц, и эта жидкость выдавливается из кончика иглы с постоянной скоростью шприцевым насосом. [8] Альтернативно, капля на кончике фильеры может пополняться путем подачи из напорного резервуара, обеспечивающего постоянное давление подачи. Этот тип подачи с постоянным давлением лучше подходит для сырья с более низкой вязкостью.
 |  |
Возможности масштабирования
[ редактировать ]- Электропрядение переменного тока [9] [10] [11] [12] [13] [14]
- Безыгольное (также известное как электропрядение без сопла) [15] [16]
- Умножение иголок [17]
- Высокопроизводительное электропрядение валков [18]
- Электропрядение проволоки
- Пузырьковый электроспиннинг [19]
- Электроспиннинг шариков [20] [21]
- Высокоскоростное электропрядение [22]
- Электропрядение кромок пластины [23]
- Чаша электропрядения [24]
- Электропрядение полых трубок [25]
- Электропрядение с вращающимся конусом [26]
- Электропрядение спиральной катушки [27]
- Электровыдув [28]
Другие методы
[ редактировать ]Модификация фильеры и/или типа раствора может позволить создавать волокна с уникальной структурой и свойствами. Электропряденые волокна могут иметь пористую морфологию или морфологию ядро-оболочка в зависимости от типа прядуемых материалов, а также скорости испарения и смешиваемости используемых растворителей. Для технологий, в которых используется несколько прядильных жидкостей, общие критерии создания волокон зависят от прядильных свойств внешнего раствора. [29] Это открывает возможность создания композитных волокон, которые могут функционировать как системы доставки лекарств или обладать способностью самовосстанавливаться в случае отказа. [30] [31]
Коаксиальное электроспиннинг
[ редактировать ]
В коаксиальной установке используется система двойной подачи раствора, которая позволяет впрыскивать один раствор в другой на кончике фильеры . Считается, что оболочка жидкости действует как носитель, который втягивает внутреннюю жидкость в конус Тейлора электровращающейся струи. [29] Если растворы несмешивающиеся, то обычно наблюдается структура ядро-оболочка. Однако смешивающиеся растворы могут привести к пористости или волокну с отдельными фазами из-за разделения фаз во время затвердевания волокна. трехосную или четырехосную (тетрааксиальную) фильеру с несколькими решениями. Для более сложных установок можно использовать
Эмульсионное электропрядение
[ редактировать ]Эмульсии можно использовать для создания сердцевины-оболочки или композитных волокон без модификации фильеры. Однако эти волокна обычно сложнее производить по сравнению с коаксиальным прядением из-за большего количества переменных, которые необходимо учитывать при создании эмульсии. Водную фазу и несмешивающуюся фазу растворителя смешивают в присутствии эмульгатора с образованием эмульсии. Можно использовать любой агент, стабилизирующий границу раздела несмешивающихся фаз. поверхностно-активные вещества, такие как додецилсульфат натрия , Тритон Х-100 и наночастицы Успешно использовались . В процессе электропрядения капли эмульсии внутри жидкости растягиваются и постепенно удерживаются, что приводит к их слиянию. Если объемная доля внутренней жидкости достаточно высока, может быть сформировано непрерывное внутреннее ядро. [33]
Электроформование смесей является разновидностью этого метода, в котором используется тот факт, что полимеры обычно не смешиваются друг с другом и могут разделяться по фазам без использования поверхностно-активных веществ. Этот метод можно еще больше упростить, если использовать растворитель, растворяющий оба полимера. [34]
Электропрядение расплава
[ редактировать ]Электропрядение расплавов полимеров исключает необходимость использования летучих растворителей при электропрядении в растворе. [35] 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 в себя использование шприца или фильеры, источника высокого напряжения и коллектора. Расплав полимера обычно получают путем нагрева с помощью резистивного нагрева, циркулирующих жидкостей, нагрева воздуха или лазеров. [36]
Из-за высокой вязкости расплавов полимеров диаметры волокон обычно немного больше, чем полученные при электроформовании из раствора. Однородность волокна при достижении стабильной скорости потока и теплового равновесия обычно бывает очень хорошей. Неустойчивость взбивания, являющаяся преобладающей стадией вытягивания волокна для формования из растворов, может отсутствовать в процессе из-за низкой проводимости расплава и высокой вязкости расплава. Наиболее значимыми факторами, влияющими на размер волокна, обычно являются скорость подачи, молекулярная масса полимера и диаметр фильеры. волокна размером от ~250 нм до нескольких сотен микрометров, причем меньшие размеры достигаются с использованием полимеров с низкой молекулярной массой. На данный момент созданы [37]
История
[ редактировать ]В конце 16 века Уильям Гилберт [38] намеревался описать поведение магнитных и электростатических явлений. Он заметил, что когда к капле воды подносят кусок янтаря с соответствующим электрическим зарядом, он принимает форму конуса, и маленькие капли выбрасываются из кончика конуса: это первое зарегистрированное наблюдение электрораспыления .
В 1887 году К.В. Бойз описал «старый, но малоизвестный эксперимент по электрическому прядению» . Аппарат мальчиков представлял собой «небольшую тарелку, изолированную и соединенную с электрической машиной» . [39] Он обнаружил, что, когда его исходная жидкость достигает края чашки, он может вытягивать волокна из ряда материалов, включая шеллак , пчелиный воск , сургуч , гуттаперчу и коллодий .
Процесс электропрядения был запатентован Дж. Ф. Кули в мае 1900 года. [40] и февраль 1902 г. [41] и У. Дж. Мортоном в июле 1902 года. [42]
В 1914 году Джон Зелени опубликовал работу о поведении капель жидкости на концах металлических капилляров. [43] Его усилия положили начало попытке математического моделирования поведения жидкостей под действием электростатических сил.
Дальнейшие разработки в направлении коммерциализации были сделаны Антоном Формальсом и описаны в серии патентов 1934 года. [44] до 1944 г. [45] для изготовления текстильной пряжи. Электропрядение из расплава, а не из раствора, было запатентовано К. Л. Нортоном в 1936 году. [46] использование струи воздуха для содействия формированию волокон.
В 1938 году Натали Розенблюм и Игорь Петрянов-Соколов. [47] работал в группе Н. А. Фукса в Лаборатории аэрозолей НИИ им. Л. Я. Карповский институт [48] в СССР производили электропряденые волокна, из которых создавали фильтрующие материалы, известные как « фильтры Петрянова ». завода К 1939 году эта работа привела к созданию в Твери по производству электропряденых дымовых фильтрующих элементов для противогазов. Материал, получивший название BF (Battlefield Filter), был получен из ацетата целлюлозы в смеси растворителей дихлорэтана и этанола . К 1960-м годам объем производства фильтрующего материала составлял 20 миллионов м3. 2 на год [49]
Между 1964 и 1969 годами сэр Джеффри Ингрэм Тейлор разработал теоретическую основу электропрядения. [50] [51] [52] Работа Тейлора способствовала электропрядению путем математического моделирования формы конуса, образуемого 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 дырявого диэлектрика» для проводящих жидкостей. [53]
Саймон в отчете о гранте NIH SBIR 1988 года показал, что электропрядение в растворе можно использовать для производства нано- и субмикронных волокнистых матов из полистирола и поликарбоната, специально предназначенных для использования в качестве клеточных субстратов in vitro. Это раннее применение электропряденых волокнистых решеток для клеточной культуры и тканевой инженерии показало, что различные типы клеток будут прикрепляться к волокнам и размножаться на них in vitro. Также наблюдались небольшие изменения в химическом составе поверхности волокон в зависимости от полярности электрического поля во время прядения. [54]
название «электропрядение ») В начале 1990-х годов несколько исследовательских групп (в частности, группа Ренекера и Ратледжа, которые популяризировали для этого процесса [55] продемонстрировали, что многие органические полимеры можно электроформовать в нановолокна . В период с 1996 по 2003 год интерес к электропрядению резко возрос: количество публикаций и патентных заявок ежегодно удваивалось. [7]
С 1995 года проводились дальнейшие теоретические разработки движущих механизмов процесса электропрядения. Резник и др. описал форму конуса Тейлора и последующий выброс струи жидкости. [56] Хохман и др. исследовали относительные скорости роста многочисленных предполагаемых нестабильностей в электрически форсированной струе в полете. [57] и пытается описать наиболее важную нестабильность процесса электропрядения - нестабильность изгиба (хлеста).
Использование
[ редактировать ]Размер электропряденого волокна может быть наноразмерным, и волокна могут обладать наноразмерной текстурой поверхности, что приводит к различным режимам взаимодействия с другими материалами по сравнению с макромасштабными материалами. [58] В дополнение к этому ожидается, что ультратонкие волокна, полученные методом электропрядения, будут обладать двумя основными свойствами: очень высоким соотношением поверхности к объему и относительно бездефектной структурой на молекулярном уровне. Это первое свойство делает материал, полученный электропрядением, подходящим для деятельности, требующей высокой степени физического контакта, например, для создания мест для химических реакций или улавливания мелкодисперсного материала путем физического перепутывания – фильтрации. Второе свойство должно позволить электроформованным волокнам приблизиться к теоретической максимальной прочности пряденного материала, открывая возможность изготовления композитных материалов с высокими механическими характеристиками .
Фильтрация и адсорбция
[ редактировать ]
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 для фильтрации воздуха уже более семи десятилетий. [49] [59] Из-за плохих объемных механических свойств тонких наносеток их укладывают на подложку из фильтрующего материала. Малый диаметр волокон вызывает проскальзывание потоков на поверхности волокон, вызывая увеличение эффективности перехвата и инерционного удара этих композитных фильтрующих материалов. Повышенная эффективность фильтрации при том же перепаде давления возможна при использовании волокон диаметром менее 0,5 микрометра. Поскольку основными свойствами защитной одежды являются высокая переносимость паров влаги, повышенная воздухопроницаемость ткани и повышенная стойкость к токсичным химическим веществам, мембраны из нановолокон, полученных электропрядением, являются хорошими кандидатами для этих применений. [60]
Учитывая высокое соотношение поверхности к объему электроформованных нановолокон, их также можно использовать в качестве относительно эффективных адсорбентов по сравнению с волокнами микронного размера. Один из способов добиться этого — смешивать раствор для электропрядения с подходящими добавками или использовать активные полимеры. Например, наночастицы оксида железа, хороший адсорбент мышьяка, могут быть захвачены электропрядеными нановолокнами из поли(винилового спирта) для очистки воды. [61]
Текстильное производство
[ редактировать ]Большинство первых патентов на электропрядение касались текстиля, однако на самом деле тканых материалов производилось мало, возможно, из-за трудностей с обращением с едва видимыми волокнами. Тем не менее, электропрядение имеет потенциал для производства бесшовных нетканых изделий за счет интеграции передового производства с электропрядением волокон. Это обеспечит многофункциональность (огнезащита, химическая защита, защита окружающей среды) за счет смешивания волокон в электроспинлейд (использование электропрядения для объединения различных волокон и покрытий для формирования трехмерных форм, таких как одежда ). [62] слоев в сочетании с полимерными покрытиями. [63]
Медицинский
[ редактировать ]Электроспиннинг также можно использовать в медицинских целях. [64] В электропряденые каркасы, созданные для применения в тканевой инженерии, можно проникнуть клетками для лечения или замены биологических мишеней. [65] Нанофиброзные раневые повязки [66] обладают превосходной способностью изолировать рану от микробных инфекций. [67] [68] Другие медицинские текстильные материалы, такие как шовный материал, также можно получить с помощью электропрядения. [69] Путем добавления лекарственного вещества в раствор или расплав электропрядения. [35] разнообразные волокнистые системы доставки лекарств (например, имплантаты, [70] трансдермальные пластыри, [71] устные формы [72] ) можно приготовить.Нановолоконная мембрана прополиса Electropsun показала противовирусное действие в отношении вируса SARS-CoV-2 и антибактериальное действие в отношении бактерий Staphylococcus aureus и Salmonella enterica. [73] Интересно, что электропрядение позволяет изготавливать нановолокна с усовершенствованной архитектурой. [74] который можно использовать для содействия доставке нескольких лекарств одновременно и с разной кинетикой. [75] [76]
Косметический
[ редактировать ]Электропряденые наноматериалы использовались для контроля их доставки, чтобы они могли воздействовать на кожу, улучшая ее внешний вид. [77] Электроспиннинг является альтернативой традиционным наноэмульсиям и нанолипосомам.
Фармацевтическое производство
[ редактировать ]Непрерывный способ и эффективный эффект сушки позволяют интегрировать электропрядение в системы непрерывного фармацевтического производства. [78] Синтезированное жидкое лекарственное средство можно быстро превратить в твердый продукт электропрядения, пригодный для таблетирования и других лекарственных форм.
Композиты
[ редактировать ]Ультратонкие электропряденые волокна демонстрируют явный потенциал для производства длинноволокнистых композиционных материалов. [79]
Применение ограничено трудностями в производстве достаточного количества волокна для изготовления крупных крупномасштабных изделий в разумные сроки. По этой причине медицинские применения, требующие относительно небольших количеств волокна, являются популярной областью применения материалов, армированных электропрядением волокон.
Электропрядение исследуется как источник экономичных и простых в изготовлении раневых повязок, медицинских имплантатов и каркасов для производства искусственных тканей человека. Эти каркасы выполняют ту же задачу, что и внеклеточный матрикс в естественной ткани. Биоразлагаемые полимеры, такие как поликапролактон. [80] и полисахариды , [81] обычно используются для этой цели. Эти волокна затем могут быть покрыты коллагеном , чтобы способствовать прикреплению клеток, хотя коллаген успешно вплетается непосредственно в мембраны. [82]
 |  |
Просвечивающая электронная микрофотография электроформованных нановолокон из поли(винилового спирта), наполненных наночастицами оксида железа. Эти наночастицы можно использовать для адсорбции загрязнений воды.
Просвечивающая электронная микрофотография электроформованных нановолокон из поли(винилового спирта), наполненных наночастицами оксида железа. Эти наночастицы можно использовать для адсорбции загрязнений воды.
Катализаторы
[ редактировать ]Электропряденые волокна могут потенциально служить поверхностью для ферментов иммобилизации . Эти ферменты могут быть использованы, среди прочего, для расщепления токсичных химических веществ в окружающей среде. [7]
Массовое производство
[ редактировать ]На сегодняшний день как минимум в восьми странах мира есть компании, производящие электропрядильные машины промышленного и лабораторного масштаба: по три компании в Италии и Чехии , по две в Иране , Японии и Испании и по одной в Нидерландах . Новая Зеландия [83] и Турция . [84]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Ираншахи, Кямран; Дефрай, Тийс; Росси, Рене М. «Электрогидродинамика и ее приложения: последние достижения и перспективы» . Международный журнал тепломассообмена . doi : 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125895 .
- ^ Jump up to: а б Ираншахи, Кямран; Шоллер, Жан; Луизье, Николя; Чунг, Майкл; Хашемизаде, Сина; Фортунато, Джузеппино; Дефрай, Тийс; Росси, Рене М. (11 марта 2022 г.). «Повышение производительности безыгольного электропрядения за счет изменения свойств полиуретанового раствора с помощью полисилоксановых добавок» . Прикладные полимерные материалы ACS . 4 (3): 2205–2215. дои : 10.1021/acsapm.2c00263 . ISSN 2637-6105 .
- ^ Зябицкий, А. (1976) Основы формирования волокон , John Wiley and Sons, Лондон, ISBN 0-471-98220-2 .
- ^ Высокоскоростное видео формирования конуса Тейлора и электропрядения . youtube.com
- ^ Видео процесса формирования нановолокон с помощью электропрядения с одним соплом . youtube.com
- ^ Высокоскоростное видео нестабильности биения . youtube.com
- ^ Jump up to: а б с Ли Д, Ся Ю (2004). «Электропрядение нановолокон: изобретение колеса?». Продвинутые материалы . 16 (14): 1151–1170. Бибкод : 2004AdM....16.1151L . дои : 10.1002/adma.200400719 . S2CID 137659394 .
- ^ Мерритт С.Р., Экснер А.А., Ли З., фон Рекум Х.А. (май 2012 г.). «Электропрядение и визуализация». Передовые инженерные материалы . 14 (5): Б266–Б278. дои : 10.1002/адем.201180010 . S2CID 136486578 .
- ^ Сиван, Маникандан; Мадхешваран, Дивьябхарати; Валтера, Ян; Костакова, Ева Кузелова; Лукас, Дэвид (1 января 2022 г.). «Электропрядение переменным током: влияние различных форм и частот сигналов высокого напряжения на прядимость и производительность нановолокон поликапролактона» . Материалы и дизайн . 213 : 110308. doi : 10.1016/j.matdes.2021.110308 . ISSN 0264-1275 . S2CID 245075252 .
- ^ Балог А., Челко Р., Демут Б., Веррек Г., Менш Дж., Марози Г., Надь З.К. (ноябрь 2015 г.). «Электропрядение переменным током для приготовления волокнистых систем доставки лекарств». Международный фармацевтический журнал . 495 (1): 75–80. doi : 10.1016/j.ijpharm.2015.08.069 . ПМИД 26320549 .
- ^ Сиван М., Мадхешваран Д., Асадиан М., Кулс П., Туккарам М., Ван Дер Вурт П. и др. (15 октября 2020 г.). «Влияние плазменной обработки на объемные свойства нановолоконных матов из поликапролактона, изготовленных методом необычного электропрядения на переменном токе: сравнительное исследование». Технология поверхностей и покрытий . 399 : 126203. doi : 10.1016/j.surfcoat.2020.126203 . ISSN 0257-8972 . S2CID 224924026 .
- ^ Маникандан С., Дивьябхарати М., Томас К., Павел П., Дэвид Л. (1 января 2019 г.). «Производство поли (ε-капролактон) антимикробных нановолокон методом безыгольного электропрядения переменного тока» . Материалы сегодня: Труды . 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 :11:00–11:04. дои : 10.1016/j.matpr.2019.06.526 . ISSN 2214-7853 . S2CID 202207593 .
- ^ Лоусон С., Станишевский А., Сиван М., Покорный П., Лукаш Д. (2016). «Быстрое изготовление нановолокон поли(ε-капролактона) с использованием безыгольного электропрядения переменного тока» . Журнал прикладной науки о полимерах . 133 (13): н/д. дои : 10.1002/app.43232 . ISSN 1097-4628 .
- ^ Мадхешваран, Дивьябхарати; Сиван, Маникандан; Валтера, Ян; Костакова, Ева Кузелова; Эгге, Тим; Асадян, Махтаб; Новотный, Вит; Нгуен, Нхунг Ха; Севку, Алена; Морент, Рино; Гейтер, Натали Де (2022). «Композитные нити с антибактериальной нановолокнистой оболочкой, полученные методом бесколлекторного электропрядения переменного тока для шовного применения» . Журнал прикладной науки о полимерах . 139 (13): 51851. doi : 10.1002/app.51851 . ISSN 1097-4628 . S2CID 243969095 .
- ^ Ню, Хайтао; Линь, Тонг (2012). «Генераторы волокон в безыгольном электропрядении» . Журнал наноматериалов . 12 .
- ^ Кейруз А., Захарова М., Квон Дж., Роберт С., Кутсос В., Калланан А. и др. (июль 2020 г.). «Высокопроизводительное производство электропряденых волокон на основе фиброина шелка в качестве биоматериала для инженерии тканей кожи» . Материаловедение и инженерия. C. Материалы для биологических применений . 112 : 110939. doi : 10.1016/j.msec.2020.110939 . hdl : 20.500.11820/62973e7f-cb3d-4064-895b-d9e83458e062 . ПМИД 32409085 . S2CID 216267121 .
- ^ Ян, Гуйлонг; Ню, Х.; Лин, Т. (2019). «Глава 7 – Безыгольное электропрядение» . В микро- и нанотехнологиях, электроспиннинг: нанопроизводство и приложения . стр. 219–247. дои : 10.1016/B978-0-323-51270-1.00007-8 . ISBN 9780323512701 . S2CID 139814700 – через Science Direct.
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Jump up to: а б Вакас, Мухаммед; Кейруз, Антониос; Санира Путри, Мария Кана; Фазал, Фараз; Диас Санчес, Франсиско Хавьер; Рэй, Дипа; Куцос, Василейос; Радачи, Норберт (1 июня 2021 г.). «Проектирование и разработка безсоплового электроформовочного устройства для высокопроизводительного производства нановолокон из биоматериалов» . Медицинская инженерия и физика . 92 : 80–87. doi : 10.1016/j.medengphy.2021.04.007 . hdl : 20.500.11820/9616f724-7850-47da-895b-75c9d06d149b . ISSN 1350-4533 . ПМИД 34167715 . S2CID 235543210 .
- ^ Лю, Ю.; Он, Ж.-Х.; Ю, Ж.-Ю. (2008). «Пузырьковое электроспиннинг: новый метод изготовления нановолокон» . Физический журнал: серия конференций . 96 (1): 012001. Бибкод : 2008JPhCS..96a2001L . дои : 10.1088/1742-6596/96/1/012001 .
- ^ Ян, Гуйлонг; Ню, Хайтао; Лин, Тонг (2019), «Электропрядение без иглы» , Электропрядение: нанопроизводство и приложения , Elsevier, стр. 219–247, doi : 10.1016/b978-0-323-51270-1.00007-8 , ISBN 978-0-323-51270-1 , S2CID 139814700 , получено 31 января 2024 г.
- ^ Смит, Юджин; Стегманн, Х. (31 января 2024 г.). «Технология электропрядения шариков и связанные с ней преимущества» . [Компания Стелленбош Нановолокно] . Проверено 31 января 2024 г.
- ^ Надь З.К., Балог А., Демут Б., Патаки Х., Виг Т., Сабо Б. и др. (март 2015 г.). «Высокоскоростное электропрядение для масштабного производства аморфной твердой дисперсии итраконазола». Международный фармацевтический журнал . 480 (1–2): 137–42. doi : 10.1016/j.ijpharm.2015.01.025 . ПМИД 25596415 .
- ^ Топпи, Нью-Мексико; Бочински-младший; Кларк, Линия ; Горга, RE (2010). «Неограниченное электропрядение жидкости в высококачественные нановолокна с края пластины» (PDF) . Полимер . 51 (21): 4928–4936. doi : 10.1016/j.polymer.2010.07.046 .
- ^ Топпи Н.М., Бочински-младший, Кларк Л.И., Горга Р.Э. (август 2011 г.). «Кромочное электропрядение для высокопроизводительного производства качественных нановолокон». Нанотехнологии . 22 (34): 345301. Бибкод : 2011Nanot..22H5301T . дои : 10.1088/0957-4484/22/34/345301 . ПМИД 21799242 . S2CID 54921 .
- ^ Варабхас, Дж.; Чейз, Г.; Ренекер, Д. (2008). «Электропряденные нановолокна из пористой полой трубки». Полимер . 49 (19): 4226–4229. doi : 10.1016/j.polymer.2008.07.043 .
- ^ Лу Б, Ван Ю, Лю Ю, Дуань Х, Чжоу Дж, Чжан Цз и др. (август 2010 г.). «Сверхвысокопроизводительное безыгольное электропрядение с использованием вращающегося конуса в качестве фильеры». Маленький . 6 (15): 1612–6. дои : 10.1002/smll.201000454 . ПМИД 20602427 .
- ^ Ли Дж.Х., Шин Д.В., Нам КБ, Гим Ю.Х., Ко ХС, Со Д.К., Ли Г.Х., Ким Ю.Х., Ким С.В., О ТС, Ю Дж.Б. (2016). «Непрерывные пучки выровненных электропряденых нановолокон ПАН с использованием электростатического спирального коллектора и сходящейся катушки». Полимер . 84 (10): 52–58. doi : 10.1016/j.polymer.2015.11.046 .
- ^ Балог А., Хорватова Т., Фюлёп З., Лофтссон Т., Хараштос А.Х., Мароши Г., Надь З.К. (апрель 2015 г.). «Электродутие и электропрядение волокнистой инъекции комплекса диклофенака натрия-циклодекстрина». Журнал науки и технологий доставки лекарств . 26 : 28–34. дои : 10.1016/j.jddst.2015.02.003 .
- ^ Jump up to: а б Базилевский А.В., Ярин А.Л., Мегаридис С.М. (февраль 2007 г.). «Коэлектропрядение волокон ядро-оболочка с использованием метода одного сопла». Ленгмюр . 23 (5): 2311–4. дои : 10.1021/la063194q . PMID 17266345 . S2CID 36284720 .
- ^ Цзэн Дж, Сюй X, Чэнь X, Лян Ц, Бянь X, Ян Л, Цзин X (октябрь 2003 г.). «Биоразлагаемые электропряденые волокна для доставки лекарств». Журнал контролируемого выпуска . 92 (3): 227–31. дои : 10.1016/S0168-3659(03)00372-9 . ПМИД 14568403 .
- ^ Синха-Рэй С., Пелот Д.Д., Чжоу З.П., Рахман А., Ву XF, Ярин А.Л. (2012). «Инкапсуляция самовосстанавливающихся материалов методами электроформования, эмульсионного электроформования, выдувания раствора и интеркаляции». Журнал химии материалов . 22 (18): 9138. doi : 10.1039/C2JM15696B . S2CID 97333850 .
- ^ Кейруз А., Радачи Н., Рен К., Домманн А., Бельди Г., Маниура-Вебер К. и др. (март 2020 г.). «Антимикробные нановолокна нейлон-6/хитозановое ядро/оболочка для предотвращения инфекций в области хирургического вмешательства, связанных с сеткой» . Журнал нанобиотехнологий . 18 (1): 51. дои : 10.1186/s12951-020-00602-9 . ПМК 7081698 . ПМИД 32188479 .
- ^ Сюй X, Чжуан X, Чэнь X, Ван X, Ян Л, Цзин X (2006). «Получение композитных нановолокон типа сердцевина-оболочка методом эмульсионного электропрядения». Макромолекулярная быстрая связь . 27 (19): 1637–1642. дои : 10.1002/marc.200600384 .
- ^ Линь С, Цай Ц, Цзи Дж, Суй Г, Ю Ю, Ян Икс, Ма Ц, Вэй Ю, Дэн Икс (2008). «Электропряденные нановолокна, армированные и упрочненные композиты посредством формирования наноинтерфейса in situ» (PDF) . Композитные науки и технологии . 68 (15–16): 3322–3329. doi : 10.1016/j.compscitech.2008.08.033 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 сентября 2013 года . Проверено 16 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Надь З.К., Балог А., Драваволдьи Г., Фергюсон Дж., Патаки Х., Вайна Б., Марози Г. (февраль 2013 г.). «Электропрядение из расплава без растворителей для приготовления быстрорастворимых систем доставки лекарственных средств и сравнение с системами электропрядения и экструдирования из расплава на основе растворителей». Журнал фармацевтических наук . 102 (2): 508–17. дои : 10.1002/jps.23374 . ПМИД 23161110 .
- ^ Хутмахер Д.В., Далтон П.Д. (январь 2011 г.). «Электропрядение расплава» . Химия: Азиатский журнал . 6 (1): 44–56. дои : 10.1002/asia.201000436 . ПМИД 21080400 .
- ^ Далтон П.Д., Графаренд Д., Клинкхаммер К., Клее Д., Мёллер М. (2007). «Электропрядение расплавов полимеров: Феноменологические наблюдения» (PDF) . Полимер . 48 (23): 6823–6833. doi : 10.1016/j.polymer.2007.09.037 . Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2009 года.
- ^ Гилберт, В. (1628) О магните и магнитных телах, а также об этом великом магните - Земле, Лондон, Питер Шорт.
- ^ Мальчики, резюме (1887). «О производстве, свойствах и некоторых предлагаемых вариантах использования тончайших нитей» . Труды Физического общества . 9 (1): 8–19. Бибкод : 1887PPSL....9....8B . дои : 10.1088/1478-7814/9/1/303 .
- ^ Кули, Дж. Ф. Патент Великобритании 06385 «Усовершенствованные методы и устройство для электрического разделения относительно летучего жидкого компонента от компонента относительно фиксированных веществ сложных жидкостей» 19 мая 1900 г.
- ^ Кули, Дж. Ф. и др. «Устройство для электродиспергирования жидкостей» Патент США 692631 Дата выдачи: 4 февраля 1902 г.
- ^ Мортон, WJ и др. «Способ диспергирования жидкостей» Патент США 0,705,691 Дата выдачи: 29 июля 1902 г.
- ^ Зеленый, Дж. (1914). «Электрический разряд из точек жидкости и гидростатический метод измерения напряженности электрического тока на их поверхности» . Физический обзор . 3 (2): 69–91. Бибкод : 1914PhRv....3...69Z . дои : 10.1103/PhysRev.3.69 .
- ^ Формахалс, Антон и др. «Способ и аппарат для изготовления искусственных нитей» Патент США № 1975504 Дата выдачи: 2 октября 1934 г.
- ^ Формахалс, Антон и др. «Способ и устройство для прядения» Патент США 2349950 Дата выдачи: 30 мая 1944 г.
- ^ Нортон, К. Л. «Способ и устройство для производства волокнистого или нитевидного материала» Патент США № 2 048 651 Дата выдачи: 21 июля 1936 г.
- ^ Коллеги; Студенты (2007). «К 100-летию со дня рождения И.В. Петрянова-Соколова». Известия, Физика атмосферы и океана . 43 (3):395. Бибкод : 2007ИзАОП..43..395. . дои : 10.1134/S0001433807030164 . S2CID 188991797 .
- ^ Лаборатория электропрядения волоконных материалов (FMEL). Архивировано 12 июля 2012 г. в Wayback Machine . электроспиннинг.ру
- ^ Jump up to: а б Филатов Ю., Будыка А., Кириченко В. (2007). Электропрядение микро- и нановолокон: основы и применение в процессах разделения и фильтрации . Перевод Леттермана Д. Нью-Йорк: Дом Бегеля. ISBN 978-1-56700-241-6 .
- ^ Тейлор, Г. (1964). «Распад капель воды в электрическом поле». Труды Королевского общества А. 280 (1382): 383–397. Бибкод : 1964RSPSA.280..383T . дои : 10.1098/rspa.1964.0151 . JSTOR 2415876 . S2CID 15067908 .
- ^ Тейлор, Г. (1966). «Сила, действующая электрическим полем на длинный цилиндрический проводник». Труды Королевского общества А. 291 (1425): 145–158. Бибкод : 1966RSPSA.291..145T . дои : 10.1098/rspa.1966.0085 . S2CID 120946066 .
- ^ Тейлор, Г. (1969). «Самолеты с электроприводом». Труды Королевского общества А. 313 (1515): 453–475. Бибкод : 1969RSPSA.313..453T . дои : 10.1098/rspa.1969.0205 . JSTOR 2416488 . S2CID 122790146 .
- ^ Мельчер-младший, Тейлор Дж. (1969). «Электрогидродинамика: обзор роли межфазных сдвиговых напряжений». Ежегодный обзор механики жидкости . 1 (1): 111–146. Бибкод : 1969АнРФМ...1..111М . дои : 10.1146/annurev.fl.01.010169.000551 .
- ^ Саймон Э.М. (1988). «Заключительный отчет фазы I Национального института здравоохранения: волокнистые субстраты для клеточных культур (R3RR03544A)» . Исследовательские ворота . Проверено 22 мая 2017 г.
- ^ Доши Дж., Ренекер Д.Х. (1995). «Процесс электропрядения и применение электропрядения волокон». Журнал электростатики . 35 (2–3): 151–160. дои : 10.1016/0304-3886(95)00041-8 .
- ^ Резник, С.Н.; Ярин, Ал.; Терон А. и Зуссман Э. (2004). «Переходные и устойчивые формы капель, прикрепленных к поверхности в сильном электрическом поле» (PDF) . Журнал механики жидкости . 516 : 349–377. Бибкод : 2004JFM...516..349R . дои : 10.1017/S0022112004000679 . S2CID 16597181 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2014 года . Проверено 16 мая 2013 г.
- ^ Хохман, ММ; Шин, М.; Ратледж, Г. и Бреннер, член парламента (2001). «Электроспиновые и электрически вынужденные струи. I. Теория устойчивости» (PDF) . Физика жидкостей . 13 (8): 2201. Бибкод : 2001PhFl...13.2201H . дои : 10.1063/1.1383791 . Архивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2008 года . Проверено 16 мая 2013 г.
- ^ Аджаян П.М., Шадлер Л.С. и Браун П.В. (2003) Нанокомпозитная наука и технология, Вайнхайм, Wiley-VCH, ISBN 9783527602124 , дои : 10.1002/3527602127 .
- ^ Продукты Donaldson Nanofiber, заархивированные 10 июля 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ Суббия Т., Бхат Г.С., Ток Р.В., Парамесваран С., Рамкумар С.С. (2005). «Электропрядение нановолокон» . Журнал прикладной науки о полимерах . 96 (2): 557–569. дои : 10.1002/app.21481 .
- ^ Торассо, Николас; Вергара-Рубио, Алисия; Перейра, Рейнальдо; Мартинес-Сабандо, Хавьер; Бодрит, Хосе Роберто Вега; Червени, Сильвина; Гойанес, Сильвия (февраль 2023 г.). «Подход in situ для улавливания сверхмалых наночастиц оксида железа внутри гидрофильных электропряденных нановолокон с высокой адсорбцией мышьяка». Химико-технологический журнал . 454 : 140168. doi : 10.1016/j.cej.2022.140168 . hdl : 10261/308724 .
- ^ Ли С., Обендорф С.К. (2007). «Использование электропряденого полотна из нановолокон для защитных текстильных материалов в качестве барьера для проникновения жидкости». Журнал текстильных исследований . 77 (9): 696–702. дои : 10.1177/0040517507080284 . S2CID 136722801 .
- ^ Ю-Цзюнь Чжан; Ю-Донг Хуан (2004). «Маты нетканые электропряденые из EVOH». XXI Международный симпозиум по разрядам и электроизоляции в вакууме, 2004. Труды. ИСДЕИВ . Том. 1. п. 106. дои : 10.1109/DEIV.2004.1418615 . ISBN 0-7803-8461-Х .
- ^ Силл Т.Дж., фон Рекум Х.А. (май 2008 г.). «Электропрядение: применение в доставке лекарств и тканевой инженерии». Биоматериалы . 29 (13): 1989–2006. doi : 10.1016/j.bimaterials.2008.01.011 . ПМИД 18281090 .
- ^ Ли В.Дж., Лоренсен К.Т., Катерсон Э.Дж., Туан Р.С., Ко ФК (июнь 2002 г.). «Электропрядная нановолоконная структура: новый каркас для тканевой инженерии». Журнал исследований биомедицинских материалов . 60 (4): 613–21. дои : 10.1002/jbm.10167 . ПМИД 11948520 . S2CID 1047910 .
- ^ Джаберифард, Фарназ; Рамезани, Согра; Горбани, Марджан; Арсалани, Насер; Мортазави Могадам, Фатима (январь 2023 г.). «Исследование эффективности заживления ран многофункционального изолята эудрагита/соевого белка, электроформованного нановолокна, включенного в нанотрубки галлуазита, нагруженные ZnO, и аллантоин» . Международный фармацевтический журнал . 630 : 122434. doi : 10.1016/j.ijpharm.2022.122434 . ПМИД 36435502 . S2CID 253958743 .
- ^ Дустдар, Фатима; Рамезани, Согра; Горбани, Марджан; Мортазави Могадам, Фатима (ноябрь 2022 г.). «Оптимизация и характеристика нового изолята электропрядения поли (ε-капролактона)/соевого белка, интегрированного в масло чайного дерева, в качестве системы ухода за ранами» . Международный фармацевтический журнал . 627 : 122218. doi : 10.1016/j.ijpharm.2022.122218 . ПМИД 36155796 . S2CID 252500879 .
- ^ Хил М.С., Ча ДИ, Ким ХИ, Ким И.С., Бхаттараи Н. (ноябрь 2003 г.). «Электропряденная нановолоконная полиуретановая мембрана в качестве повязки на раны». Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B: Прикладные биоматериалы . 67 (2): 675–9. дои : 10.1002/jbm.b.10058 . ПМИД 14598393 .
- ^ Уэлдон CB, Цуй Дж.Х., Шанкараппа С.А., Нгуен В.Т., Ма М., Андерсон Д.Г., Кохане Д.С. (август 2012 г.). «Электроспинные нити с лекарственным покрытием для местной анестезии» . Журнал контролируемого выпуска . 161 (3): 903–9. дои : 10.1016/j.jconrel.2012.05.021 . hdl : 1721.1/101125 . ПМК 3412890 . ПМИД 22609349 .
- ^ Андукури А., Кушваха М., Тамбралли А., Андерсон Дж.М., Дин Д.Р., Берри Дж.Л. и др. (январь 2011 г.). «Гибридная биомиметическая наноматрица, состоящая из электропряденого поликапролактона и биоактивных пептидных амфифилов для сердечно-сосудистых имплантатов» . Акта Биоматериалы . 7 (1): 225–33. doi : 10.1016/j.actbio.2010.08.013 . ПМЦ 2967669 . ПМИД 20728588 .
- ^ Тэпайбун П., Рунгсардтонг У., Супафол П. (сентябрь 2007 г.). «Наполненные витаминами электропряденые нановолокна из ацетата целлюлозы в качестве трансдермальных и дермальных терапевтических средств, содержащих витамин А и витамин Е». Европейский журнал фармацевтики и биофармацевтики . 67 (2): 387–97. дои : 10.1016/j.ejpb.2007.03.018 . ПМИД 17498935 .
- ^ Надь З.К., Нюл К., Вагнер И., Молнар К., Марози Г. (2010). «Водорастворимый полимерный коврик электропрядения для сверхбыстрого высвобождения донепезила HCl» (PDF) . Экспресс-полимерные письма . 4 (12): 763–772. doi : 10.3144/expresspolymlett.2010.92 .
- ^ Зелка З., Крумме А., Кукле С., Красноу И. (сентябрь 2023 г.). «Нановолокна прополиса: развитие и действие против вируса SARS-CoV-2 и бактерий S. aureus, S. enterica» . Материалы сегодня Химия . 33 : 1–8. дои : 10.1016/j.mtchem.2023.101749 .
- ^ Ди Джезу Р., Амато Дж., Готтарди Р. (октябрь 2019 г.). «Электроспинальные каркасы в регенерации сухожилий: обзор» . Журнал «Мышцы, связки и сухожилия» . 9 (4): 478–493. дои : 10.32098/mltj.04.2019.02 .
- ^ Ди Джезу Р., Мерлеттини А., Гуаланди К., Фокарете М.Л. (январь 2018 г.). «Достижения в области доставки нескольких лекарств из электроформованных наноматериалов». Наноструктуры InCore-Shell для доставки лекарств и тераностики . Издательство Вудхед. стр. 405–430. дои : 10.1016/B978-0-08-102198-9.00014-4 . ISBN 978-0-08-102198-9 .
- ^ Дольчи Л.С., Пероне Р.К., Ди Джезу Р., Куракула М., Гуаланди С., Зирони Е. и др. (июнь 2021 г.). «Разработка и исследование in vitro системы двойной доставки лекарственного средства, полученной методом электроспиннинга, для лечения острых повреждений центральной нервной системы» . Фармацевтика . 13 (6): 848. doi : 10.3390/pharmaceutics13060848 . ПМЦ 8227370 . ПМИД 34201089 .
- ^ Зеландия Б.К., Лепе П., Хози IC (28 июня 2018 г.). «Новый поворот в доставке: электропряденый коллаген выводит активы на новую глубину» . Косметика и туалетные принадлежности . ООО «Новая Революция Файберс» . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ Балог А., Домокос А., Фаркас Б., Фаркас А., Рапи З., Кисс Д. и др. (октябрь 2018 г.). «Непрерывное сквозное производство твердых лекарственных форм: синтез в потоке сопряжения и приготовление методом электропрядения» (PDF) . Химико-технологический журнал . 350 : 290–299. doi : 10.1016/j.cej.2018.05.188 .
- ^ Молнар К., Вас Л.М., Цыгани Т. (2011). «Определение прочности на разрыв одиночных нановолокон, полученных электропрядением, путем моделирования поведения нановолоконного мата при растяжении». Композиты. Часть B: Инженерия . 43 : 15–21. doi : 10.1016/j.compositesb.2011.04.024 .
- ^ Сиддики Н., Кишори Б., Рао С., Анджум М., Хемант В., Дас С., Джаббари Э (2021). «Поликапролактоновые волокна Electropsun в инженерии костной ткани: обзор». Молекулярная биотехнология . 63 (5): 363–388. дои : 10.1007/s12033-021-00311-0 . ПМИД 33689142 . S2CID 232164709 .
- ^ Пошина Д.Н., Тышкунова И.В., Петрова В.А., Скорик Ю.А. (2021). «Электропрядение полисахаридов для применения в тканевой инженерии». Обзоры и достижения в области химии . 11 (1–2): 112–133. дои : 10.1134/S2079978021010052 . S2CID 237539377 .
- ^ Мэтьюз Дж.А., Внек Г.Е., Симпсон Д.Г., Боулин Г.Л. (2002). «Электропрядение коллагеновых нановолокон». Биомакромолекулы . 3 (2): 232–8. дои : 10.1021/bm015533u . ПМИД 11888306 .
- ^ «Revolution Fibers занимается производством продукции к солнцу и обратно» . techweek.co.nz . Архивировано из оригинала 31 августа 2019 года . Проверено 31 августа 2019 г.
- ^ «Поставщики электропрядильных машин массового производства» . Electrospintech.com . Проверено 15 января 2016 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Такер Н., Стангер Дж.Дж., Штайгер М.П., Раззак Х., Хофман К. (июнь 2012 г.). «История науки и технологии электропрядения с 1600 по 1995 год» (PDF) . Журнал инженерных волокон и тканей . 7 (2): 63–73. дои : 10.1177/155892501200702S10 . S2CID 53663092 .
- Вендорфф Дж. Х., Агарвал С., Грейнер А. (2012). Электропрядение: материалы, обработка и применение . Хобокен: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-3-527-32080-6 .
- Андрадий А.Л. (2008). Наука и технология полимерных нановолокон . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-79059-4 .
- Стангер Дж., Такер Н., Стайгер М. (2008). Электроспиннинг . Шобери, Шрусбери, Шропшир: издательство I-Smithers Rapra. ISBN 978-1-84735-091-6 .
- Рамакришна, Фудзихара К., Тео ВЕ (2005). Введение в электропрядение и нановолокна . Сингапур: World Scientific. ISBN 981-256-415-2 .
- Шуберт Д. (июль 2019 г.). «Выявление новых степенных законов и квантования в электропрядении с учетом разделения струи - для прогнозирования диаметра волокна и его распределения». Макромолекулярная теория и моделирование . 28 (4): 1900006. doi : 10.1002/mats.201900006 . S2CID 145886940 .