مقدمه
الکترواسپینینگ (برق ریسی) و به عبارتی استفاده از نیروی برق برای ریسندگی یکی از روش های مهم و گسترده جهت تولید الیاف نانوساختار می باشد. در این روش یک محلول پلیمری داخل سرنگ ریخته می شود و در فاصله 20 سانتی متری از آن، صفحه ای فلزی قرار می گیرد؛ صفحه به زمین ثابت می گردد و سرنگ روی پمپ قرار گرفته و سوزن آن به منبع تغذیه با ولتاژ بالا وصل می شود، محلول با دبی پایین به سمت سر سرنگ رفته و هنگامی که، ولتاژ بین 30-5 کیلووات اعمال می شود، قطره به صورت جت در آمده، در طول مسیر کشیده می شود و پس از تبخیر شدن حلال به صفحه فلزی برخورد می کند و سپس به صورت الیاف نانوساختار از صفحه فلزی جمع آوری می شوند. الیاف نانو ساختار در تمامی علوم و زمینه ها کاربردهای فراوانی دارد مثلا الیاف نانوساختار در فیلتراسیون، نانوکاتالیست ها و در مهندسی بافت به عنوان داربست برای رشد سلول مورد استفاده قرار می گیرندکه در فصل های آینده به توضیح مفصل آنها می پردازیم.
پس از تولید نانوالیاف به روش معمول الکترواسپینینگ، پارامترهای مختلف فرایندی (ولتاژ، دبی محلول و ...) ، محیطی (دما و رطوبت محیط) و محلول (رسانایی ویسکوزیته و ...) را بر یکنواختی و قطر آنها بررسی می شود که هدف، ایجاد شرایطی برای تولید الیاف با یکنواختی زیاد و قطر کم بوده و در این راستا اثر کشش سطحی و رسانایی الکتریکی محلول بر یکنواختی و قطر الیاف به طور دقیق مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج حاکی از آن بود که رسانایی الکتریکی محلول اثر بسیار خوبی در یکنواختی الیاف دارد به طوری که «مثلا اضافه کردن نمک کلرید لیتیم به محلول پلی استایرن در حلال DMF یکنواختی الیاف تولیدی را تا حد قابل توجهی بالا می برد، در عین حال قطر الیاف افزایش می یابد که با توجه به یکنواختی بالا در محصول به دست آمده در عوض امکان استفاده از محلول با غلظت کمتر فراهم می گردد. همچنین با کم کردن کشش سطحی تا حد مشخصی، یکنواختی محصول بالا می رود». هم اکنون تحقیقات وسیعی در زمینه کاربرد این الیاف در مهندسی مواد در حال انجام است.
خلاصه
اصلاح سطحی الیاف سلولزی نباتی، با استفاده از هیدرولیز تترااتوکسی سیلان (TEOS) ، اکتیل-تری متوکسی سیلان (OTMS) یا فنیل تری متوکسی سیلان (PTMS) ، انجام پذیرفته است و به دنبال آن، رسوب لایه به لایه نانوذرات دی اکسید تیتانیوم سنتز شده قبلی مطرح شده است. رامان، FTIR و اسپکتروسکوپی NMR و SEM برای توصیف نتیجه نانوکامپوزیت ها، مورد استفاده قرار گرفته است. اندازه گیری زاویه تماس آب انجام شد و نتایج، رفتاری کاملا مجزا و وابسته به روش اصلاح سطح را نشان میدهند. ما پیش بینی می کنیم که برخی از مواد کامپوزیت مبتنی بر سلولز بطور بالقوه (یعنی با توجه به سطح هیدروفوبیک و PHOTOSTABILITY، هنگامی که در معرض تابش خورشید قرار میگیرند) از قابلیت استفاده در سطوح خود تمیز شونده برخوردارند و به تقویت عوامل در ماتریسهای پلیمری میپردازند.
کلمات کلیدی: نانوکامپوزیتها، کامپوزیتهای کاربردی، اصلاح سطحی، اصلاح سطحی الیاف سلولزی
مقدمه
سلولز، از جمله فراوانترین پلیمرهای موجود بر روی زمین است. با توجه به فراوانی، قابلیت تجزیه بیولوژیک، و خواص ویژه آن، سلولز بعنوان یک منبع بسیار مهم تجدیدپذیر برای توسعه محیط زیست دوستانه، سازگار، و جدای از استفاده های سنتی و عظیم آن در صنایع کاغذسازی و منسوجات پنبه ای، نظر بسیاری را به خود جلب نموده است. طی هزاران سال اخیر، خواص قابل توجهی از سلولز و مشتقات آن توسط بشر کشف شده است و کاربردهای جدید و بالقوه آن در منابع تجدیدپذیر کماکان مورد توجه قرار گرفته است [1].
الیاف سلولزی به ارائه یک سطح قطبی در ارتباط با ماهیت هیدروکسیلی واحدهای آنهیدروگلوکز تشکیل دهنده میپردازند. چنین ویژگی داشتن هیدروفیلیته بالای سلولز، امکان ایجاد پیوند هیدروژنی قوی بین الیاف و شکل گیری ساختارهای سه بعدی مبتنی بر الیاف را ممکن میسازد، همانطور که در تولید محصولات کاغذی نیز این مورد بیان میگردد.