ابداع روشی جدید برای تولید نانوالیاف با الهام از کرم ابریشم +فیلم

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، نانوالیاف اخیراً در بسیاری از کاربردها، از پانسمان زخم گرفته تا فیلتر هوا و مواد کامپوزیتی با استحکام بالا، مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اما تولید این الیاف همیشه آسان نیست، به خصوص به این دلیل که ضخامت آنها تنها چند نانومتر است که چند هزار بار نازک‌تر از عرض یک موی انسان است. اکنون دانشمندان روشی سریع‌تر و ساده‌تر برای تولید این الیاف ابداع کرده‌اند که از کرم ابریشم الهام گرفته شده است.

به گفته محققان دانشگاه سیچوان چین، روش‌های تولید نانوالیاف موجود، مانند الکتروریسی، همگی پیچیده و آهسته هستند و یا به تولید الیاف توده‌ای منجر می‌شوند.

در مقابل، کرم ابریشم الیاف ابریشم فوق نازک با کیفیت بالا خود را به سرعت و به راحتی تولید می کند. او این کار را به سادگی با ترشح بزاق چسبنده خود روی یک سطح انجام می دهد و سپس سر خود را به عقب می کشد و بزاق را به یک نخ بلند تبدیل می‌کند. سپس کرم می‌چسبد و این تک رشته را بارها و بارها می‌کشد تا در پیله‌ای ابریشمی پیچیده شود، که مردم آن را باز می‌کنند تا پارچه‌های ابریشمی ببافند. محققان سیچوان این فرآیند تولید ابریشم را با تکنیکی به نام چرخش با هدایت میکروچسبندگی (MAG) برای تولید نانوالیاف تکرار کرده‌اند.

 این روش شامل فشار دادن مجموعه ای از میکروسوزن ها به داخل یک تکه فوم آغشته به محلول پلی اتیلن اکسید و سپس بیرون کشیدن مجدد آنها است. همانطور که سوزن ها بیرون کشیده می شوند، هر کدام یک نخ نازک از پلیمر را از اسفنج بیرون می کشد. این نخ ها به سرعت خشک می شوند، در این مرحله می توان آنها را بریده و مورد استفاده قرار داد.

علاوه بر این، با تقلید از روش‌های مختلف حرکت کرم ابریشم در هنگام تولید الیاف ابریشم، می‌توان انواع مختلفی از نانوالیاف را از طریق تکنیک ریسندگی (MAG) ایجاد کرد.

به عنوان مثال، اگر سوزن ها به سادگی و مستقیماً از اسفنج بیرون کشیده شوند، الیاف همه صاف و در یک راستا هستند. اگر آرایه سوزنی تاب بخورد یا ارتعاش داشته باشد، الیاف به یکدیگر متصل می شوند. و اگر آرایه در حین بیرون کشیدن به یک طرف یا آن طرف چرخانده شود، نانوالیاف همه به هم می پیچند و یک فیبر بزرگتر را تشکیل می دهند.در واقع، بسته به نوع نانوالیاف مورد نیاز، مشخص شد که آرایه میکروسوزن همیشه ضروری نیست.

نسخه ساده‌تر از ریسندگی (MAG) نیازی به میکروسوزن نداشت. در این مورد، زبری طبیعی فوم به عنوان نقاط چسبندگی میکروسوزن عمل می کند. محققان به سادگی با قرار دادن دو اسفنج آغشته به پلیمر در کنار هم و سپس جدا کردن آن‌ها، توانستند نانوالیاف مستقیمی تولید کنند که برای ایجاد یک بانداژ فوری که روی پوست فرد قرار می‌گرفت، استفاده می‌شد. به عنوان یک مزیت خاص، آنتی بیوتیکی که به پلیمر اضافه شده بود به باند اجازه می داد از رشد باکتری های مضر جلوگیری کند.

محققان می‌گویند که این کار می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای کاربردهای زیست‌پزشکی آینده نانوالیاف باز کند.

اخیرا مقاله ای در مورد این تحقیق - که توسط یو وانگ، وی یانگ و زووی فو رهبری شد _ در مجله «Nano Letters» منتشر شده است. 

فرآیند چرخش (MAG) و تولید نانوالیاف با الهام از کرم ابریشم در ویدیوی زیر نشان داده شده است: