elektrostatické zvlákňování --- nanotechnologie

Elektrostatické zvlákňování je způsob přípravy ultrajemných vláken z polymerního roztoku nebo taveniny. Silné elektrické pole působí na kapalinu s cílem destabilizovat její povrch a vytvořit tak vlákna s průměrem pod 1 ?m. Typicky se dosahuje průměrů vláken kolem 200 nm.Dizertační práce se zabývá stanovením některých technologických parametrůa jejich využitím pro řízení procesu zvlákňování. Při zvlákňování je využíváno vysoké napětí, lze tedy očekávat vznik jevů dlouho známých z techniky vysokého napětí.Tyto jevy, jako je například elektrický vítr a jiné efekty spojené s ionizací vzduchu, nebyly dosud při zkoumání elektrostatického zvlákňování brány příliš v úvahu. Práce je také příspěvkem k objasnění komplikovaných fyzikálních jevů, ke kterým při elektrostatickém zvlákňování dochází.Aerodynamické jevy, které jsou vyvolané ionizačními pochody ve vzduchu, mají velký vliv na vznik a ukládání nanovlákenných vrstev. Elektrický náboj kapalinové trysky, ze které vznikají nanovlákna, se během procesu dramaticky mění. V prácije navržena a realizována měřící metoda pro zjištění elektrických parametrů kapalinové trysky během zvlákňování. Ideový návrh způsobu zpětnovazební elektrické regulace výkonu zvlákňování vychází z měření proudu kapalinovou tryskou s cílem opakovaně získat nanovlákna žádaných vlastností. Byla vyzkoušena velmi jednoduchá a názorná metoda zviditelnění jevů uplatňujících se při zvlákňování. Provedený experiment zkoumá vliv magnetického pole na trajektorii letu kapalinové trysky, ze které vznikají nanovlákna. Electrospinning is a method of ultrathin fibre production from a polymer (solution or melt). A strong electric field acts onto the liquid to destabilize its surface and to form fibres with diameter less than1 ?m. Typically, the diameters of about 200 nmare available.The thesis deals with the determination of various technological parameters and their utilization for the electrospinning process control. During the electrospinning process, high voltage is utilized. Thus, there is to expect occurrence of phenomenawell-known from the high voltage technique. These phenomena, e.g. electric wind and other effects connected with air ionization have not been taken into account in the investigation of the electrospinning. Further, the work contributes to explain complex physical phenomena that occur in the electrospinning process.The aerodynamic phenomena being generated by ionization in the air have a great influence on forming of nanofibre layers. The electric charge of the liquid jet,the nanofibres are formed from, is being changed dramatically during the process.In the work there is proposed and realized a measuring method for detection of electric parameters of the liquid jet during the electrospinning process.The idea of a feedback electric control of the electrospinning power results from the electric current measurement through the liquid jet with the aim of obtaining the nanofibres with required properties. There was tested a very simple and explanatory method for visualization of the phenomena occurring during the electrospinning process. The experiment was carried out that investigates the influence of magnetic field on the fly trajectory of the liquid jet the nanofibres are formed from.

Analýza procesu elektrostatického zvlákňování a možnosti jeho řízení