Электропрядение - Electrospinning

Сканирующая электронная микроскопия изображение электропряденых волокон поликапролактона.
Фотография мениска поливинилового спирта в водном растворе, показывающая, что волокно электроспрядится из Конус Тейлора.

Электропрядение это метод производства волокна, который использует электрическую силу для вытягивания заряженных нитей полимерные растворы или же полимер плавится до диаметров волокна порядка нескольких сотен нанометров. Электроспиннинг имеет общие характеристики электрораспыление и обычное решение сухое прядение волокон.[1] Этот 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 нет растворитель могут быть перенесены в конечный продукт.

Процесс

Когда достаточно высокий Напряжение наносится на каплю жидкости, тело жидкости становится заряженным, и электростатическое отталкивание противодействует поверхностное натяжение и капля растягивается; в критической точке с поверхности вырывается поток 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.[2][3]

По мере высыхания струи в полете режим протекания тока меняется с омического на конвективный, когда заряд мигрирует к поверхности волокна. Затем струя удлиняется в результате взбивания, вызванного электростатический отталкивание инициируется на небольших изгибах волокна, пока оно, наконец, не осаждается на заземленном коллекторе.[4] Удлинение и утонение волокна в результате этой нестабильности при изгибе приводит к образованию однородных волокон с нанометр -масштаб диаметров.[5]

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

Параметры

  • 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 ассортимент

Стандартная лабораторная установка для электроспиннинга состоит из фильера (обычно шприц для подкожных инъекций игла), подключенного к высоковольтному (от 5 до 50 кВ) источнику постоянного тока, шприцевой насос, и заземленный коллектор. А полимер решение, золь-гель суспензию частиц или расплав загружают в шприц, и эта жидкость выдавливается из кончика иглы с постоянной скоростью с помощью шприцевого насоса.[6] В качестве альтернативы, капля на кончике фильеры может быть пополнен за счет подачи из резервуара заголовка, обеспечивающей постоянное давление подачи. Эта подача с постоянным давлением лучше подходит для сырья с низкой вязкостью.

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

Возможности расширения

  • Умножение игл[7]
  • Вращающийся роликовое электропрядение
  • Электропрядение проволоки
  • Пузырьковое электропрядение[8]
  • Электропрядение шара
  • Высокоскоростной электропрядение[9]
  • Электропрядение кромки пластин[10]
  • Чашечное электропрядение[11]
  • Электропрядение с полой трубкой[12]
  • Электропрядение с вращающимся конусом[13]
  • Спиннинг спиральной катушки[14]
  • Электродувание[15]
  • Безыгольное (также известное как беззарядное) электроспиннинг [16][17]
  • Электропрядение на переменном токе [18][19][20][21]

Другие техники

Модификация фильеры и / или типа раствора может позволить создавать волокна с уникальной структурой и свойствами. Электросформованные волокна могут иметь пористую морфологию или морфологию ядро-оболочка в зависимости от типа пряденных материалов, а также скорости испарения и смешиваемость для используемых растворителей. Для методов, которые включают несколько прядильных жидкостей, общие критерии создания волокон зависят от прядильности внешнего раствора.[22] Это открывает возможность создания композитных волокон, которые могут функционировать как системы доставки лекарств или обладать способностью к самовосстановлению в случае отказа.[23][24]

Коаксиальный электроспиннинг

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 фильера. Полагают, что оболочка действует как носитель, который втягивает внутреннюю жидкость в конус Тейлора струи электропрядения.[22] Если растворы несмешивающиеся, то обычно наблюдается структура оболочки ядра. Однако смешивающиеся растворы могут привести к пористости или волокну с отдельными фазами из-за разделения фаз во время затвердевания волокна. Для более сложных настроек, трехосный или четырехосный (четырехосный) фильера можно использовать 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).[25]

Электропрядение эмульсии

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 эмульгатора с образованием эмульсии. Может быть использован любой агент, который стабилизирует границу раздела между несмешивающимися фазами. Поверхностно-активные вещества, такие как додецилсульфат натрия, Тритон и наночастицы были успешно использованы. Во время процесса электропрядения капли эмульсии в жидкости растягиваются и постепенно удерживаются, что приводит к их слиянию. Если объемная доля внутренней жидкости достаточно высока, может быть сформировано непрерывное внутреннее ядро.[26]

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, который растворяет оба полимера.[27]

Электропрядение из расплава

Основная статья: Электропрядение из расплава

Электроформование полимерных расплавов устраняет необходимость использования летучих растворителей при электроформовании раствора.[28] Полукристаллические полимерные волокна, такие как PE, ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ и PP, которые иначе было бы невозможно или очень сложно создать с помощью прядения из раствора. Устройство очень похоже на то, что используется при обычном электропрядении, и включает использование шприца или фильеры, источника высокого напряжения и коллектора. Полимерный расплав обычно получают нагреванием сопротивлением, циркулирующими жидкостями, воздухом или лазером.[29]

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. Размеры волокон от ~ 250 нм до нескольких сотен микрометры до сих пор были созданы с использованием полимеров с низким молекулярным весом.[30]

История

В конце 16 века Уильям Гилберт[31] намеревался описать поведение магнитных и электростатических явлений. Он заметил, что когда кусок янтаря, имеющий соответствующий электрический заряд, подносится к капле воды, он образует конус, и маленькие капли выбрасываются из кончика конуса: это первое зарегистрированное наблюдение электрораспыление.

В 1887 г. C. V. Мальчики описанный «Старый, но малоизвестный эксперимент электрического прядения». Аппарат мальчиков состоял из «Небольшая тарелка, изолированная и подключенная к электрической машине».[32] Он обнаружил, что когда его исходная жидкость достигала края тарелки, он мог вытягивать волокна из ряда материалов, включая шеллак, пчелиный воск, сургуч, гуттаперча и коллодий.

Процесс электроспиннинга был запатентован Дж. Ф. Кули в мае 1900 г.[33] и февраль 1902 г.[34] и У. Дж. Мортоном в июле 1902 г.[35]

В 1914 г. Джон Зеленый опубликовал работу о поведении капель жидкости на концах металлических капилляров.[36] 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 года.[37] к 1944 г.[38] для производства текстильных нитей. Электроформование из расплава, а не раствора, было запатентовано C.L. Нортон в 1936 году[39] использование воздушного потока для ускорения образования волокон.

В 1938 году Натали Д. Розенблюм и Игорь В. Петрянов-Соколов,[40] работает в группе Н.А. Фукса в Аэрозольной лаборатории ФГУП им. Л.Я. Карповский институт[41] в СССР производили электроспряденные волокна, из которых они превратились в фильтрующие материалы, известные как "Петрянова фильтры ". К 1939 году эта работа привела к созданию завода в г. Тверь для изготовления электропряденых дымовых фильтрующих элементов для противогазов. Материал, получивший название BF (Battlefield Filter), был создан из ацетат целлюлозы в смеси растворителей дихлорэтан и этиловый спирт. К 1960-м годам объем производства центробежного фильтрующего материала составлял 20 млн м3.2 ежегодно.[42]

Между 1964 и 1969 гг. Сэр Джеффри Ингрэм Тейлор создал теоретические основы электроспиннинга.[43][44][45] 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.[46]

Саймон в отчете о гранте NIH SBIR за 1988 год 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 будут 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.[47]

В начале 1990-х несколько исследовательских групп (в частности, Ренекера и Рутледжа, популяризировавших это имя) электроспиннинг для процесса)[48] продемонстрировал, что многие органический полимеры могут быть электроспрядены в нановолокна. С тех пор количество публикаций об электроспиннинге с каждым годом растет в геометрической прогрессии.[5]

С 1995 года были проведены дальнейшие теоретические разработки приводных механизмов процесса электропрядения. Резник и другие. описал форму конуса Тейлора и последующий выброс струи жидкости.[49] Хохман и другие. исследовали относительные скорости роста множества предложенных неустойчивостей в электрически форсированной струе после полета.[50] и пытается описать наиболее важную нестабильность процесса электропрядения, нестабильность изгиба (взбивания).

Использует

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.[51] В дополнение к этому, ультратонкие волокна, полученные методом электроспиннинга, должны обладать двумя основными свойствами: очень высоким отношением поверхности к объему и относительно бездефектной структурой 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 электропряденым волокнам приблизиться к теоретической максимальной прочности формованного материала, открывая возможность получения высоких механических характеристик. композитные материалы.

Фильтрация

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 Лондон-Ван-дер-Ваальс являются важным методом адгезии между волокнами и захваченными материалами. Полимерные нановолокна используются в системах фильтрации воздуха более семи десятилетий.[42][52] 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 падении 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.[53]

Текстильное производство

Большинство ранних патентов на электропрядение относились к текстильным приложениям, однако на самом деле тканого материала производилось мало, возможно, из-за трудностей с обработкой едва видимых волокон. 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 электросварке (с использованием электроспиннинга для объединения различных волокон и покрытий с образованием трехмерных форм, таких как одежда )[54] слои в сочетании с полимер покрытия.[55]

Медицинское

Электроспиннинг можно использовать и в медицинских целях.[56] Электропряденые леса для тканевая инженерия приложения могут быть пронизаны клетками для лечения или замены биологических мишеней.[57] Нанофиброзный повязки на рану обладают отличной способностью изолировать рану от микробных инфекций.[58] Другие медицинские текстильные материалы, такие как швы также можно получить с помощью электроспиннинга.[59] Путем добавления лекарственного вещества в раствор или расплав для электропрядения.[60] различные волокнистые системы доставки лекарств (например, имплантаты,[61] трансдермальные пластыри,[62] устные формы[63]) можно приготовить.

Косметический

Наноматериалы электропрядения используются для контроля их доставки, чтобы они могли работать внутри кожи, улучшая ее внешний вид.[64] Электроспиннинг - альтернатива традиционным наноэмульсиям и нанолипосомам.

Фармацевтическое производство

Непрерывный способ и эффективный эффект сушки позволяют интегрировать электроспиннинг в системы непрерывного фармацевтического производства.[65] Синтезированное жидкое лекарственное средство можно быстро превратить в твердый продукт, полученный методом электропрядения, который можно перерабатывать для таблетирования и других лекарственных форм.

Композиты

Ультратонкие электропряденые волокна демонстрируют явный потенциал для производства длинноволокнистых композиционных материалов.[66]

Применение ограничено трудностями, связанными с получением достаточного количества волокна для изготовления существенных крупномасштабных изделий в разумные сроки. По этой причине медицинские применения, 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 подмости служат той же цели, что и внеклеточный матрикс в натуральной ткани. Биоразлагаемые полимеры, такие как поликапролактон, обычно используются для этой цели. Эти волокна затем могут быть покрыты коллаген чтобы способствовать прикреплению клеток, хотя коллаген успешно превращается непосредственно в мембраны.[67]

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

Электросрядные волокна могут иметь потенциал в качестве поверхности для ферменты быть обездвиженным. Эти ферменты могут быть использованы, среди прочего, для разложения токсичных химикатов в окружающей среде.[5]

Массовое производство

К настоящему времени по крайней мере в восьми странах мира есть компании, которые поставляют машины для электропрядения промышленного и лабораторного уровня: по три компании в каждой. Италия и Чехия, по два в Иран, Япония, и Испания, и по одному в Нидерланды, Новая Зеландия[68] и индюк.[69]

Рекомендации

  1. ^ Зябицки, А. (1976) Основы формирования волокна, Джон Уайли и сыновья, Лондон, ISBN  0-471-98220-2.
  2. ^ Высокоскоростное видео формирования конуса Тейлора и электроспиннинга. youtube.com
  3. ^ Видео процесса формирования нановолокна с одним соплом электроспиннинга. youtube.com
  4. ^ Высокоскоростное видео нестабильности взбивания. youtube.com
  5. ^ а б c Li, D .; Ся, Ю. (2004). «Электроспиннинг нановолокон: изобретение колеса заново?». Современные материалы. 16 (14): 1151–1170. Дои:10.1002 / adma.200400719.
  6. ^ Merritt, Sonia R .; Агата А. Экснер; Чжэнхун Ли; Хорст А. фон Рекум (май 2012 г.). «Электропрядение и визуализация». Передовые инженерные материалы. 14 (5): B266 – B278. Дои:10.1002 / adem.201180010.
  7. ^ Varesano, A .; Carletto, R.A .; Маццучетти, Г. (2009). «Экспериментальные исследования процесса многоструйного электропрядения». Журнал технологий обработки материалов. 209 (11): 5178–5185. Дои:10.1016 / j.jmatprotec.2009.03.003.
  8. ^ Liu, Y .; He, J.-H .; Ю., Ж.-Й. (2008). «Пузырьковое электропрядение: новый метод изготовления нановолокон». Journal of Physics: Серия конференций. 96 (1): 012001. Bibcode:2008JPhCS..96a2001L. Дои:10.1088/1742-6596/96/1/012001.
  9. ^ Nagy, Z.K .; Балог, А .; Démuth, B .; Pataki, H .; Vigh, T .; Szabó, B .; Molnár, K .; Schmidt, B.T .; Horák, P .; Мароши, Г. (2015). «Высокоскоростной электропрядение для масштабного производства аморфной твердой дисперсии итраконазола» (PDF). Международный журнал фармацевтики. 480 (1–2): 137–142. Дои:10.1016 / j.ijpharm.2015.01.025. PMID  25596415.
  10. ^ Thoppey, N.M .; Бочинский, J.R .; Clarke, L.I .; Горга, Р. (2010). «Неограниченная жидкость электроспрядится в высококачественные нановолокна с края листа» (PDF). Полимер. 51 (21): 4928–4936. Дои:10.1016 / j.polymer.2010.07.046.
  11. ^ Thoppey, N .; Бочинский, Дж .; Clarke, L .; Горга, Р. (2011). «Электропрядение кромок для высокопроизводительного производства качественных нановолокон» (PDF). Нанотехнологии. 22 (34): 345301. Bibcode:2011Nanot..22H5301T. Дои:10.1088/0957-4484/22/34/345301. PMID  21799242.
  12. ^ Varabhas, J .; Чейз, G .; Ренекер, Д. (2008). «Электросрядные нановолокна из пористой полой трубки». Полимер. 49 (19): 4226–4229. Дои:10.1016 / j.polymer.2008.07.043.
  13. ^ Лу, Б .; 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. Дои:10.1002 / smll.201000454. PMID  20602427.
  14. ^ Ли Дж.Х., Шин Д.В., Нам КБ, Гим Й.Х., Ко ХС, Со Д.К., Ли Дж.Х., Ким Й.Х., Ким С.В., О ТС, Ю-Джи Би (2016). «Непрерывные пучки выровненных электропряденых нановолокон из ПАН с использованием электростатического спирального коллектора и сходящейся катушки». Полимер. 84 (10): 52–58. Дои:10.1016 / j.polymer.2015.11.046.
  15. ^ 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 натрия-циклодекстринового комплекса». Журнал науки и технологий доставки лекарств. 26: 28–34. Дои:10.1016 / j.jddst.2015.02.003.
  16. ^ Ню, Хайтао; Линь, Тонг (2012). «Генераторы волокна в безыгольном электропрядении». Журнал наноматериалов. 12.
  17. ^ 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». Материаловедение и инженерия: C. 112: 110939. Дои:10.1016 / j.msec.2020.110939. ISSN  0928-4931.
  18. ^ 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 лекарственных средств». Международный журнал фармацевтики. 495 (1): 75–80. Дои:10.1016 / j.ijpharm.2015.08.069. PMID  26320549.
  19. ^ 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 плазменной обработки на объемные свойства нановолоконных матов из поликапролактона, изготовленных необычным методом электроспиннинга на переменном токе: сравнительное исследование». Технология поверхностей и покрытий. 399: 126203. Дои:10.1016 / j.surfcoat.2020.126203. ISSN  0257-8972.
  20. ^ 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. Дои:10.1016 / j.matpr.2019.06.526. ISSN  2214-7853.
  21. ^ Лоусон, Кейтлин; Станишевский, Андрей; Сиван, Маникандан; Покорный, Павел; Лукаш, Давид (2016). «Быстрое изготовление нановолокон из поли (ε-капролактон) с использованием безыгольного электропрядения на переменном токе». Журнал прикладной науки о полимерах. 133 (13). Дои:10.1002 / app.43232. ISSN  1097-4628.
  22. ^ а б Базилевский, Александр В .; Ярин, Александр Л .; Мегаридис, Константин М. (2007). «Совместное электроформование волокон сердцевина-оболочка с использованием одинарного сопла». Langmuir. 23 (5): 2311–4. Дои:10.1021 / la063194q. PMID  17266345. S2CID  36284720.
  23. ^ 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. Дои:10.1016 / S0168-3659 (03) 00372-9. PMID  14568403.
  24. ^ Sinha-Ray, S .; Pelot, D. D .; Zhou, Z. P .; Рахман, А .; Wu, X.-F .; Ярин, А. Л. (2012). «Инкапсуляция самовосстанавливающихся материалов путем соэлектроспиннинга, эмульсионного электроспиннинга, выдувания раствора и интеркаляции». Журнал химии материалов. 22 (18): 9138. Дои:10.1039 / C2JM15696B. S2CID  97333850.
  25. ^ 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 сердцевиной и оболочкой для предотвращения инфицирования хирургической области, связанной с сеткой». Журнал нанобиотехнологий. 18 (1): 51. Дои:10.1186 / s12951-020-00602-9. ISSN  1477-3155. ЧВК  7081698. PMID  32188479.
  26. ^ Сюй, Сюлин; Чжуан, Сюли; Чен, Сюэси; Ван, Синьри; Ян, Лисинь; Цзин, Сябинь (2006). «Получение композитных нановолокон сердцевина-оболочка методом эмульсионного электропрядения». Макромолекулярные быстрые коммуникации. 27 (19): 1637–1642. Дои:10.1002 / marc.200600384.
  27. ^ Линь, Песня; Цай, Цин; Цзи, Цзяньин; Суй, банда; Ю, Юньхуа; Ян, Сяопин; Ма, Ци .; Вэй, Ян; Дэн, Сюлян (2008). «Композиты, армированные электропряденым нановолокном и упрочненные за счет формирования наноинтерфейса на месте» (PDF). Композиты Наука и Технология. 68 (15–16): 3322–3329. Дои:10.1016 / j.compscitech.2008.08.033. Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-09-03. Получено 2013-05-16.
  28. ^ Nagy, Z.K .; 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 системами электроспиннинга и экструдирования из расплава на основе растворителя». Журнал фармацевтических наук. 102 (2): 508–17. Дои:10.1002 / jps.23374. PMID  23161110.
  29. ^ Hutmacher, Dietmar W .; Далтон, Пол Д. (2011). «Электропрядение расплава». Химия: азиатский журнал. 6 (1): 44–56. Дои:10.1002 / asia.201000436. PMID  21080400.
  30. ^ Далтон, Пол Д .; Графаренд, Дирк; Клинкхаммер, Кристина; Клее, Дорис; Мёллер, Мартин (2007). «Электроформование полимерных расплавов: феноменологические наблюдения» (PDF). Полимер. 48 (23): 6823–6833. Дои:10.1016 / j.polymer.2007.09.037. Архивировано из оригинал (PDF) 21 декабря 2009 г.
  31. ^ Гилберт, В. (1628) De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (О магните и магнитных телах и об этом великом магните на Земле), Лондон, Питер Шорт.
  32. ^ Мальчики, К. В. (1887). «О производстве, свойствах и некоторых предлагаемых вариантах использования тончайших нитей». Труды физического общества. 9 (1): 8–19. Bibcode:1887PPSL .... 9 .... 8B. Дои:10.1088/1478-7814/9/1/303.
  33. ^ Cooley, J.F. Патент GB 06385 «Улучшенные способы и устройство для электрического отделения относительно летучего жидкого компонента от компонента относительно фиксированных веществ композитных жидкостей», 19 мая 1900 г.
  34. ^ Кули, Дж. Ф. и другие. «Аппарат для электрического диспергирования жидкостей» Патент США 692631 Дата выпуска: 4 февраля 1902 г.
  35. ^ Мортон, В.Дж. и другие. «Метод диспергирования жидкостей» Патент США 0,705,691 Дата выпуска: 29 июля 1902 г.
  36. ^ Зеленый, Дж. (1914). «Электрический разряд из жидких точек и гидростатический метод измерения электрической напряженности на их поверхности». Физический обзор. 3 (2): 69–91. Bibcode:1914ПхРв .... 3 ... 69З. Дои:10.1103 / PhysRev.3.69.
  37. ^ Formhals, Антон и другие. «Способ и устройство для изготовления искусственных нитей» Патент США 1 975 504 Дата выпуска: 2 октября 1934 г.
  38. ^ Formhals, Антон и другие. «Способ и устройство для прядения» Патент США 2349950 Дата выдачи: 30 мая 1944 г.
  39. ^ Нортон, К. «Способ и устройство для производства волокнистого или нитевидного материала» Патент США 2048651 Дата выпуска: 21 июля 1936 г.
  40. ^ Коллеги; Студенты (2007). «К 100-летию со дня рождения И.В. Петрянова-Соколова». Известия, Физика атмосферы и океана. 43 (3): 395. Bibcode:2007ИзАОП..43..395.. Дои:10.1134 / S0001433807030164.
  41. ^ Лаборатория электропрядения волокнистых материалов (FMEL) В архиве 2012-07-12 в Wayback Machine. electrospinning.ru
  42. ^ а б Филатов, Ю. Будыка, А. Кириченко, В. (Пер. Д. Леттермана) (2007) Электроформование микро- и нановолокон: основы и применения в процессах разделения и фильтрации, Begell House Inc., Нью-Йорк, США, ISBN  978-1-56700-241-6.
  43. ^ Тейлор, Г. (1964). «Распад капель воды в электрическом поле». Труды Королевского общества А. 280 (1382): 383–397. Bibcode:1964RSPSA.280..383T. Дои:10.1098 / rspa.1964.0151. JSTOR  2415876.
  44. ^ Тейлор, Г. (1966). «Сила, действующая электрическим полем на длинный цилиндрический проводник». Труды Королевского общества А. 291 (1425): 145–158. Bibcode:1966RSPSA.291..145T. Дои:10.1098 / RSPA.1966.0085.
  45. ^ Тейлор, Г. (1969). «Самолеты с электрическим приводом». Труды Королевского общества А. 313 (1515): 453–475. Bibcode:1969RSPSA.313..453T. Дои:10.1098 / rspa.1969.0205. JSTOR  2416488.
  46. ^ Melcher, J. R .; Тейлор, Г. (1969)."Электрогидродинамика: обзор роли межфазных касательных напряжений". Ежегодный обзор гидромеханики. 1 (1): 111–146. Bibcode:1969АнРФМ ... 1..111М. Дои:10.1146 / annurev.fl.01.010169.000551.
  47. ^ Саймон, Эрик М. (1988). «ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ NIH, ФАЗА I: ВОЛОКОННЫЕ СУБСТРАТЫ ДЛЯ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК (R3RR03544A)». ResearchGate. Получено 2017-05-22.
  48. ^ Doshi, J .; Ренекер, Д. Х. (1995). «Процесс электропрядения и применение электропряденых волокон». Журнал электростатики. 35 (2–3): 151–160. Дои:10.1016/0304-3886(95)00041-8.
  49. ^ 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. Дои:10.1017 / S0022112004000679. Архивировано из оригинал (PDF) в 2014-07-27. Получено 2013-05-16.
  50. ^ Хохман, М. М .; Шин, М .; Рутледж, Дж. И Бреннер, М. П. (2001). «Электропрядение и электрически форсированные струи. I. Теория устойчивости» (PDF). Физика жидкостей. 13 (8): 2201. Bibcode:2001PhFl ... 13.2201H. Дои:10.1063/1.1383791.
  51. ^ Аджаян П. М., Шадлер, Л.С. и Браун П. В. (2003) Наука и технология нанокомпозитов, Weinheim, Wiley-VCH, ISBN  9783527602124, Дои:10.1002/3527602127.
  52. ^ Продукция Donaldson Nanofiber В архиве 2011-07-10 на Wayback Machine
  53. ^ Суббия, Тандавамурти; Bhat, G.S .; Tock, R.W .; Parameswaran, S .; Рамкумар, С.С. (2005). «Электроформование нановолокон». Журнал прикладной науки о полимерах. 96 (2): 557–569. Дои:10.1002 / app.21481.
  54. ^ Lee, S .; Обендорф, С. К. (2007). «Использование электропряденого нановолоконного полотна для защитных текстильных материалов в качестве барьеров для проникновения жидкости». Текстильный исследовательский журнал. 77 (9): 696–702. Дои:10.1177/0040517507080284.
  55. ^ Ю-Цзюнь Чжан; Ю-Донг Хуан (2004). «Электропряденые флизелиновые маты EVOH». XXI Международный симпозиум по разрядам и электроизоляции в вакууме, 2004 г. Труды. ISDEIV. 1. п. 106. Дои:10.1109 / DEIV.2004.1418615. ISBN  0-7803-8461-X.
  56. ^ Силл, Трэвис Дж .; фон Рекум, Хорст А. (май 2008 г.). «Электроспиннинг: применение в доставке лекарств и тканевой инженерии». Биоматериалы. 29 (13): 1989–2006. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2008.01.011. PMID  18281090.
  57. ^ Ли, Ван-Чжу; Laurencin, Cato T .; Катерсон, Эдвард Дж .; Tuan, Rocky S .; Ко, Фрэнк К. (15 июня 2002 г.). «Нановолоконная структура из электроспученного материала: новый каркас для тканевой инженерии». Журнал исследований биомедицинских материалов. 60 (4): 613–621. Дои:10.1002 / jbm.10167. PMID  11948520. S2CID  1047910.
  58. ^ Кхиль, Мён-Сеоб; Ча, Донг-Ир; Ким, Хак-Ён; Ким, Ин-Шик; Бхаттарай, Нараян (15 ноября 2003 г.). «Электропряденая нановолоконная полиуретановая мембрана в качестве повязки на рану». Журнал исследований биомедицинских материалов. 67B (2): 675–679. Дои:10.1002 / jbm.b.10058. PMID  14598393.
  59. ^ Велдон, Кристофер Б .; Цуй, Джонатан Х .; Шанкараппа, Сахадев А .; Nguyen, Vy T .; Ма, Минглинь; Андерсон, Дэниел Дж .; Кохане, Дэниел С. (август 2012 г.). «Электропряденые швы с лекарственным покрытием для местной анестезии» (PDF). Журнал контролируемого выпуска. 161 (3): 903–909. Дои:10.1016 / j.jconrel.2012.05.021. HDL:1721.1/101125. ЧВК  3412890. PMID  22609349.
  60. ^ 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. Дои:10.1002 / jps.23374. PMID  23161110.
  61. ^ 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. Дои:10.1016 / j.actbio.2010.08.013. ЧВК  2967669. PMID  20728588.
  62. ^ Тайпайбун, Паттама; Рунгсардтонг, Урача; Супапхол, Питт (сентябрь 2007 г.). «Наполненные витамином электропряденые 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. Дои:10.1016 / j.ejpb.2007.03.018. PMID  17498935.
  63. ^ Надя, З. 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. Дои:10.3144 / expresspolymlett.2010.92.
  64. ^ Зеландия, Бхувана Каннан, доктор философии, Пабло Лепе, доктор философии, и Иэн К. Хози, Revolution Fibers Ltd, Нью-Йорк. «Новый способ доставки: электропряденый коллаген выводит активные вещества на новую глубину». Косметика и туалетные принадлежности. Получено 2019-08-31.
  65. ^ 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 сопряжения потока и рецептура путем электроспиннинга» (PDF). Журнал химической инженерии. 350: 290–299. Дои:10.1016 / j.cej.2018.05.188.
  66. ^ Молнар, К .; Vas, L.M .; Цигани Т. (2011). «Определение прочности на разрыв электропряденых одиночных нановолокон путем моделирования поведения нановолоконного мата при растяжении». Композиты Часть B: Инженерия. 43: 15–21. Дои:10.1016 / j.compositesb.2011.04.024.
  67. ^ Matthews J. A .; Wnek G.E .; Simpson D. G .; Боулин Г. Л. (2002). «Электроспиннинг коллагеновых нановолокон». Биомакромолекулы. 3 (2): 232–8. Дои:10.1021 / bm015533u. PMID  11888306.
  68. ^ «Revolution Fibers производит на солнце и обратно». techweek.co.nz. Получено 2019-08-31.
  69. ^ «Поставщики машин для массового производства электропрядения». electrospintech.com. Получено 2016-01-15.

дальнейшее чтение

  • История науки и техники электропрядения с 1600 по 1995 год, Н. Такер, Дж. Стангер, М. П. Стайгер, Х. Раззак и К. Хофман, Журнал инженерных волокон и тканей, том 7, выпуск 2 - 2012 г., стр. 63–73. [1]
  • Электропрядение: материалы, обработка и применение, Ж.-Х. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, Wiley-VCH, Weinheim, Германия, 2012 г., ISBN  978-3527320806.
  • Наука и технология полимерных нановолокон, A. L. Andrady, 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 г., ISBN  978-1-84735-091-6.
  • Введение в электроспиннинг и нановолокна, С. Рамакришна, К. Фуджихара, W-E Teo, World Scientific Publishing Co. Pte Ltd. (июнь 2005 г.), ISBN  981-256-415-2.
  • Электроформование микро- и нановолокон: основы и применения 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, Теория макромолекул и моделирование, Том 4, Выпуск 18 - 2019 ISSN  1022-1344.

внешняя ссылка