VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN

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

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

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

Elektrostaticky zvlákněné polymery - taveniny

Technologie přípravy nanovláken– Elektrostatické zvlákňování
pokus Technical University of Liberec, Czech Republic Technologie přípravy nanovláken– Elektrostatické zvlákňování gram za hodinu 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.

Technologie přípravy nanovláken– Nanospider
pokus Technical University of Liberec, Czech Republic Technologie přípravy nanovláken– Nanospider 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

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

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.

Uhlíková nanovlákna Uhlíková nanovlákna mohou být vytvořena z polymerních prekurzorů. Konkrétně z PAN nebo PVA nanovláken.

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

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

pokus Technical University of Liberec, Czech Republic Vzdušná filtrace polymerními nanovlákny Tlakový spád pro různé plošné hmotnosti nanovlákenných vrstev a pro různé textilie.

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

Filtrace Komerční filtr s nanovlákny.

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.

Biological applications
Technical University of Liberec, Czech Republic Biological applications 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. Ochranné oděvy – „dýchání-schopné“ textilie blokující chemikálie Obvazoviny – prevence jizev, bakteriální štít.

Zapouzdřování do polymerních nanovláken elektrostatickým zvlákňováním
Technical University of Liberec, Czech Republic 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.

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.

Nanovlákenná pavučina
Technical University of Liberec, Czech Republic Nanovlákenná pavučina SEM

Zajímavé informace Červená krvinka Pyl Lidský vlas Leukocyt 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.

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.59-65 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

Použitá literatura:

Děkuji za pozornost

VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář

Přihlásit se

Přihlásit se přes sociální síť:

VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "VÝROBA A VLASTNOSTI NANOVLÁKEN"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář