روش‌های تولید نانوالیاف
فناوری تولید نانوالیاف به‌دلیل وجود روش‌های متنوع برای تولید نانومواد یک‌بعدی آلی، غیر‌آلی و کامپوزیتی با ابعاد قابل‌کنترل همواره مورد توجه بوده است. نانوالیاف به‌صورت تصادفی یا نظم‌یافته با مورفولوژی‌های متنوعی از قبیل هسته-پوسته، توخالی، متخلخل یا اشکالی با چند کانال توخالی تولید می‌شود. روش‌های متعددی جهت تولید نانوالیاف وجود دارد از جمله :
- کشش
- خودآرایی
- جدایش فازی
- پلیمریزاسیون فصل مشترکی
- رشد به کمک الگو
- رشد بخار-مایع-جامد
- سنتز هیدروترمال
- الکتروریسی
انواع روش‌های الکتروریسی جهت تولید نانوالیاف
الکتروریسی یکی از مهم‌ترین روش‌های تولید نانوالیاف بوده و دارای انواع متنوعی از قبیل:
- الکتروریسی حبابی
- الکتروریسی به‌کمک گاز
- الکتروریسی مذاب
- الکتروریسی به‌کمک میدان مغناطیسی
- الکتروریسی چند‌نازله
- الکتروریسی دوجزیی
- الکتروریسی بدون سوزن
- الکتروریسی گریز از مرکز
فرآیند‌های الکتروریسی بدون شک مناسب‌تربن و قابل‌کنترل‌ترین روش برای تولید نانوالیاف است. در این روش امکان تولید الیاف با میانگین قطر همگن‌تری نسبت به روش‌های دیگر در مقیاس صنعتی وجودد دارد. این روش مزایای زیادی نسبت به سایر روش‌ها دارد. به همین دلیل به‌عنوان یکی از بهترین روش‌های تولید نانوالیاف در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی شناخته شده است. امروزه الکتروریسی تنها محدود به فعالیت‌های تحقیقاتی در دانشگاه‌ها نمی‌شود. بلکه به طور گسترده‌ای در صنایع بزرگ و متنوعی در حال استفاده است. دامنه کاربردها و محصولات این روش در حوزه‌هایی مانند سنسورها، کاتالیست‌ها، فیلتراسیون و پزشکی بسیار گسترده است.
فرآیند الکتروریسی
الکتروریسی در ظاهر روشی بسیار ساده و قابل کنترل جهت تولید الیاف با قطرهایی در محدود نانومتر است. در ابتدا پلیمرها به عنوان مواد شکل دهنده الیاف بکار می‌روند. سپس موادی مانند فلزات، سرامیک‌ها و شیشه می‌توانند به عنوان ماده متشکله الیاف استفاده شوند. در یک فرآیند رایج الکتروریسی در آزمایشگاه، محلول پلیمری یا پلیمر ذوب می‌شود. از یک نازل باریک با قطر داخلی در حدود ۱۰۰ میکرون پمپ می‌شود.
روش الکتروریسی از میدان الکتریکی جهت تولید الیاف با قطر در محدوده نانو تا چند میکرون استفاده می‌کند. این روش به فرآیندی رایج در میان روش‌های تولید نانوالیاف به دلیل سادگی، سرعت، کارایی بالا و آماده سازی ارزان آن تبدیل شده است. ولتاژ اعمالی به یک قطره از محلول پلیمری شکلی مخروطی را به وجود آورده و به سمت الکترود مخالف کشیده می‌شود. در الکتروریسی زاویه مخروط در حدود ۳۰ درجه است. در حرکت به سمت الکترود مخالف، حلال تبخیر می‌شود. و الیاف جامد با قطرهایی در محدوده میکرومتر تا نانومتر با سرعت بالا (۴۰ میلی/ثانیه یا بیشتر) بر الکترود مخالف قرار می‌گیرد. با نگاهی عمیق تر به فرآیند الکتروریسی می‌توان به این نتیجه رسید که این فرآیند برخلاف ظاهر ساده‌ی آن، بسیار پیچیده است.
اما با وجود پیچیدگی که روش الکتروریسی به دلیل حضور پارامترهای متعدد دستگاه و محلول دارد، در حال حاضر این روش سریع‌ترین و کاربردی‌ترین روش تولید نانوالیاف در مقیاس صنعتی در دنیا است.