„DRAWING“ EXPERIMENTÁLNÍ METODA TVORBY OJEDNOCENÝCH NANOVLÁKEN Ing „DRAWING“ EXPERIMENTÁLNÍ METODA TVORBY OJEDNOCENÝCH NANOVLÁKEN Ing. Jiří Chaloupek, Ph.D. Ing. Jana Bajáková

Tato metoda je založena na principu tažení vláken z kapky polymeru Tato metoda je založena na principu tažení vláken z kapky polymeru. Podstatou je zjistit nové experimentální skutečnosti a vlastnosti jednotlivých nanovláken.

Výhodou metody „tažení nanovláken z kapky“ je především minimální náročnost na zařízení:  mikropipeta, jehla, drátek apod.  podkladový materiál (mikroskopické sklíčko, černý papír)

Postup této metody je znázorněn na následujících schématech:

POSTUP: 1. Nanesení kapky polymerního roztoku na podkladový materiál 2. Pohyb mikropipety směrem k okraji kapky

POSTUP: 3. Kontakt mikropipety, jehly či kovového drátku s povrchem kapky polymeru

POSTUP: 4. Tažení vlákna z kapky polymeru určitou rychlostí, v závislosti na typu použitého polymeru

V první fázi byly pro tažení vláken testovány tyto dva materiály:  Chemopren  15% roztok PUR

PUR vlákno – 15% Průměr vlákna: 11 µm ± 1 µm

→ původně nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou! Chemoprenové vlákno Průměr vlákna: 7 ± 1 µm → původně nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou!

Ve druhé fázi jsme pro výrobu vláken zkoušeli následující polymerní roztoky:  10% roztok PVB  16% roztok PVA  16% roztok PCL  20% roztok PCL

Snímky z optického mikroskopu

PVB vlákno – 10% Průměr vlákna: 3 ± 1 µm

PCL vlákno – 20% Průměr vlákna: 565 ± 144 nm

PCL vlákno – 16% Průměr vlákna: 429 ± 49nm → dosud nejjemnější námi vyrobené vlákno touto metodou! → po Chemoprenu je tento polymerní roztok nejlépe zvláknitelný metodou Drawing.

Snímky z elektronového mikroskopu

PCL vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PCL vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PVA vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

PVA vlákno – 16% Snímek povrchu vlákna z elektronového mikroskopu

VÝHODY: • výroba individuálního vlákna • minimální náročnost na zařízení • laboratorní technologie NEVÝHODY: • diskontinuální proces výroby • ruční tažení, které zabere hodně času • náročnost na materiál: dloužení vlákna vyžaduje viskoelastický materiál, který může vydržet silné deformace a napětí během táhnutí

APLIKACE: • optická vlákna • výroba přízí s přesně definovaným počtem nanovláken pro cílený transport léčiv apod.

CO NÁS ČEKÁ:  testování dalších, dosud nevyzkoušených roztoků, např CO NÁS ČEKÁ:  testování dalších, dosud nevyzkoušených roztoků, např. PEO, PLA, kys. hyaluronová…  dloužení vláken pomocí přístroje, tzv. MIKROMANIPULÁTORU, který je speciálně navržen pro tuto metodu a v současné době se pracuje na jeho konstrukci. (Ing. Lukáš Stanislav)  dosáhnout průměru vláken: 200nm a délky: 200mm

ODBORNÉ ČLÁNKY: [1] Amrinder S ODBORNÉ ČLÁNKY: [1] Amrinder S. Nain, Cristina Amon, Metin Sitti: Polymer Micro/nanofiber fabrication using Micro/macropipettes. USA - PMMA rozpuštěný v chlorbenzenu - průměr vláken: 200 nm [2] XiaoboXing, Yuqing Wang, Baojun Li: Nanofiber drawing and nanodevice assembly in poly(trimethyleneterephthalate). China - tavenina PTT - průměr vláken: 280 nm, délka vláken: 200 mm

DĚKUJI ZA POZORNOST