|
مقدمه اي بر
نانوالياف
زماني كه قطر مواد فيبري پليمري از
ميكرومتر به زيرميكرون يا نانومتر كاهش پيدا مي‌كند، خصوصيات
جالب توجهي در آن ها ظاهر مي‌شود كه از جملة آن مي‌توان به نسبت بزرگ سطح
به حجم (اين نسبت براي يك نانوفيبر مي‌تواند 103 مرتبه بزرگتر
از يك ميكروفيبر باشد)، قابليت انعطاف‌پذيري در گروههاي عاملي سطحي و
عملكرد مكانيكي عالي مانند سختي و قدرت كشساني اشاره نمود. اين ويژگيهاي
برجسته، نانوفيبرهاي پليمري را بعنوان نامزدهاي مهم و مناسب براي كاربردهاي
ويژه معرفي مي‌كند. در مقالات متعدد گزارش شده است که از طريق
الکتروريسندگی، بيش از 50 پليمر بطور موفقيت‌آميزي به نانوفيبرهایی
با قطر سه نانومتر تا بيشتر از �m1 تبديل شده اند. حلاليت پليمرها قبل از
الكتروريسندگي، در تعداد زيادي از حلال‌ها بررسی مي‌شوند. زماني كه پليمر
جامد يا گرانولي بطور كامل در يك مقدار مشخصي از حلال مناسب حل مي‌شود
بعنوان مثال در يك ظرف شيشه‌اي، شكل شناور بدست آمده، جريان محلول پليمر
ناميده مي‌شود. جريان پليمر سپس وارد لولة موئين مي‌شود. هر دو عبارت
حلاليت و الكتروريسندگي در دماي اتاق و در وضعيت اتمسفر انجام مي‌گيرد. چون
تعدادي از پليمرها ممكنست بوهاي مضر و ناخوشايند داشته باشند بنابراين
فرآيندها در داخل اتاقكهايي كه يك سيستم تهويه دارند انجام مي‌گيرد. ولتاژ
بكار برده شده نيز از نوع DC بوده و در محدوة چند تا چند
ده كيلو ولت مي‌باشد.
از نظر هندسی نانوفیبرها در دسته عناصر
نانومقیاس یک بعدی در کنار نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها قرار می‌گیرند. با این
حال طبیعت انعطاف‌پذیر نانوفیبرها باعث می‌شود این مواد بتوانند با سایر
عناصر نانو از قبیل مولکول‌های کروی (که صفر بعدی فرض می‌شوند) و فیلم‌های
جامد و مایع با ضخامت نانومتری (دو بعدی) تلفیق شوند. نانوفیبر از نظر
ضخامت یک نانوماده محسوب می‌شود و اگر نانوذرات داخل آن قرار بگیرند
می‌تواند به عنوان یک ماده نانوساختار یا کامپوزیت نانوفیبری محسوب گردد.
خلاصه‌اي جامع از پليمرهايي كه بطور
موفقيت‌آميز به الياف الكتروريسيده شده‌اند در جدول زير
آورده شده است. همچنين در اين جدول حلال‌هايي كه بكار برده شده‌اند و غلظت
پليمرها در حلال‌هاي متفاوت و كاربرد الياف مورد نظر مشخص شده است. در حالت
ذوب، پليمر ذوب شده به داخل لولة موئين وارد مي‌شود. به هر حال متفاوت از
حالت محلول پليمر، فرآيند الكتروريسندگي براي حالت ذوب در
بيشتر موارد در وضعيت خلاء انجام مي‌گيرد. لولة موئين، مسير جريان
مذاب باردار و صفحه فلزي جمع‌كننده در داخل محفظة
خلاء قرار مي‌گيرند.
 |
