Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN Oldřich Jirsák, David Lukáš, Filip Sanetrník, Lenka Martinová, Jiří Chaloupek, Jana Růžičková, Eva Košťáková, Jakub Hrůza.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN Oldřich Jirsák, David Lukáš, Filip Sanetrník, Lenka Martinová, Jiří Chaloupek, Jana Růžičková, Eva Košťáková, Jakub Hrůza."— Transkript prezentace:

1 VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN Oldřich Jirsák, David Lukáš, Filip Sanetrník, Lenka Martinová, Jiří Chaloupek, Jana Růžičková, Eva Košťáková, Jakub Hrůza Technical University of Liberec, Czech Republic

2 Co jsou nanovlákna? Jde o vlákna jejichž průměr se pohybuje v rozsahu nanometrů, jsou to tzv. submikronová vlákna. Co je elektrostatické zvlákňování (electrospinning)? Elektrostatické zvlákňování je proces využívající elektrostatických sil k utváření jemných vláken z polymerního roztoku nebo polymerní taveniny. Technical University of Liberec, Czech Republic

3 NANOVLÁKNA Vlastnosti velký měrný povrch vysoká porózita malá velikost pórů průměr vláken (do 1000) nm Materiál polymerní roztoky nebo taveniny více než 50 polymerů Technical University of Liberec, Czech Republic

4 Elektrostaticky zvlákněné polymery - roztoky Technical University of Liberec, Czech Republic

5 Elektrostaticky zvlákněné polymery - roztoky

6 Elektrostaticky zvlákněné polymery - taveniny

7 Technologie přípravy nanovláken– Elektrostatické zvlákňování Technical University of Liberec, Czech Republic V procesu elektrostatického zvlákňování je využito vysoké napětí k vytvoření elektricky nabitého proudu polymerního roztoku nebo taveniny. Elektroda vysokého napětí je spojena přímo s polymerním roztokem. Roztok je následně zvlákněn kapilárou (zvlákňovací tryskou). Díky vysokému elektrickému napětí mezi špičkou kapiláry a uzemněným kolektorem vzniká tzv. Taylorův kužel na špičce kapiláry, z kterého jsou produkována submikronová vlákna. Vlákna ztuhnou po odpaření rozpouštědla a vytvoří vlákennou vrstvu na povrchu kolektoru gram za hodinu

8 Žádné kapiláry a trysky Plošná hmotnost: 0.1 – 5 g  m -2 Produkce: g  min -1  m -1 pracovní šíře Materiál: vodorozpustné síťovatené polymery Průměr vláken: nanometrů Technical University of Liberec, Czech Republic Technologie přípravy nanovláken– Nanospider

9 Aplikace: Kompozity Filtrace Separační membrány Kosmetika Biomedicína umělé orgány tkáňové inženýrství krevní cévy systémy cíleného doručení léčiv obvazoviny dýchací masky (roušky) Ochranné oděvy Solární plachty, světelné plachty a zrcadla pro použití ve vesmíru Aplikace pesticidů na rostliny Nanovodiče, nanoelektrické aplikace jako polem řízené tranzistory a ultra-malé antény Nosiče chemických katalyzátorů Vodíkové nádrže pro palivové články Technical University of Liberec, Czech Republic

10 Polymerní nanovlákna Polymerní nanovlákna mohou mít mnoho vyjímečných vlastností zahrnujících malý průměr (a z toho vyplývající velký měrný povrch), vysoce orientovanou krystalickou strukturu (a výslednou velkou pevnost), atd. Technical University of Liberec, Czech Republic

11 Uhlíková nanovlákna Uhlíková nanovlákna mohou být vytvořena z polymerních prekurzorů. Konkrétně z PAN nebo PVA nanovláken. Technical University of Liberec, Czech Republic

12 Kompozitní materiály vyztužené nanovlákny Výhodou je, že vzniklý kompozit může být transparentní. Technical University of Liberec, Czech Republic

13 Vzdušná filtrace polymerními nanovlákny Filtrační efektivita pro různé plošné hmotnosti nanovlákenných vrstev a pro různé textilie. Technical University of Liberec, Czech Republic

14 Vzdušná filtrace polymerními nanovlákny Tlakový spád pro různé plošné hmotnosti nanovlákenných vrstev a pro různé textilie.

15 Technical University of Liberec, Czech Republic Vzdušná filtrace polymerními nanovlákny

16 Filtrace Komerční filtr s nanovlákny. Technical University of Liberec, Czech Republic

17 Biologické aplikace Téměř všechny lidské tkáně jsou v nanovlákenných formách nebo strukturách. Nanovlákenné materiály se používají jako podložky pro růst tkání. Nervy Kosti Chrupavky Kůže Krevní cévy Kolagenové konstrukce jsou biodegradabilní a následně jsou tělem nahrazeny. Technical University of Liberec, Czech Republic

18 Biological applications Technical University of Liberec, Czech Republic Typické respirátory jsou nepohodlné při dlouhodobém nošení. Na Washington University vyvinuli nanovlákenný materiál pro masky, který se skládá ze 2 procent materiálu a 98 procent vzduchu, což je činí pohodlnějšími. Obvazoviny – prevence jizev, bakteriální štít. Ochranné oděvy – „dýchání- schopné“ textilie blokující chemikálie

19 Zapouzdřování do polymerních nanovláken elektrostatickým zvlákňováním Malé rozpustné částice které byly dispergovány v byly elektrostaticky zvlákněny na University of Acron. Tyto částice byly zapouzdřeny v suchých nanovláken a začleněny do jejich struktury. Polymerní nanovlákna a netkané materiály z těchto nanovláken mohou být nosičem aditiv. Katedra netkaných textilií TUL učinila první úspěšný pokus o začlenění stříbrných částic do struktury nanovláken. Technical University of Liberec, Czech Republic

20 Solární plachty Solar sail – sluneční plachta je vesmírné plavidlo s velkým a lehkým zrcadlem unášené pohybem způsobeným tlakem světla odraženého od zrcadla namísto raket. Solární plachta pracuje na principu že světlo má moment. Když světlo zasáhne objekt (dopadající světlo), Přenese svůj moment na tento objekt. Když je světlo odraženo, je zde druhá momentová výměna s objektem. Celková síla působící na objekt je součet vektorů sil dopadajícího a odraženého světla. Technical University of Liberec, Czech Republic

21 Nanovlákenná pavučina SEM Technical University of Liberec, Czech Republic

22 Červená krvinkaPylLeukocytLidský vlas Technical University of Liberec, Czech Republic Nano-rozměr odpovídá měření často na molekulární úrovni, nanometer je miliardtina metru nebo trojnásobek průměru atomu křemíku. Nanovlákno je tak malé a lehké, že jen o trochu větší množství než jeden gram by opásalo Zemi v rovníku. Zajímavé informace

23 Použitá literatura : WO US 2002/ A1 US 2002/ A1 Koslow, E.: Air and Water Filters From Low- Cost Nanofibers. Nonwovens World, August, September 2003, pp PV Graham, K. all.: Polymeric Nanofibers in Air Filtration Applications. Fifteenth Annual Technical Conference & Expo of the American Filtration & Separations Society, Galveston, Texas, April 9-12, 2002 Pich, J.: Teorie filtrace aerosolů vláknitými a membránovými filtry. Ph.D thesis. ČSAV, Institute of Physical Chemistry, Prague 1964 Zheng-Ming Huang, Y. -Z. Zhang, M. Kotaki and S. Ramakrishna: A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites Technical University of Liberec, Czech Republic

24 Použitá literatura: ped/mtp_course/mtp_course.html Technical University of Liberec, Czech Republic

25 Použitá literatura: Technical University of Liberec, Czech Republic

26 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN Oldřich Jirsák, David Lukáš, Filip Sanetrník, Lenka Martinová, Jiří Chaloupek, Jana Růžičková, Eva Košťáková, Jakub Hrůza."

Podobné prezentace


Reklamy Google