تولید نانوالیاف موازی به روش تغییریافته غلتک چرخان و بررسی عوامل مؤثر بر مقدار موازی‌بودن الیاف با پردازش تصویر

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی شهرضا

2 دانشگاه رازی کرمانشاه

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا

چکیده

الکتروریسی، روشی متداول برای تولید نانوالیاف است که مبنی بر استفاده از نیروهای الکتروستاتیک در اعمال کشش بر یک قطره محلول یا مذاب پلیمری است. در الکتروریسی متداول نانوالیاف تولید شده به شکل بی‌نظم روی صفحه جمع‌کننده جمع‌آوری می­شوند. اعمال کنترل بر جمع‌آوری نانوالیاف و گردآوری آنها به‌طور موازی باعث پیدایش کاربردهای جدیدی برای نانوالیاف می­شود. نانوالیاف موازی کابردهای بسیاری در مهندسی بافت دارند. در این پژوهش، با اعمال تغییراتی در سامانه الکتروریسی و استفاده از دو نازل (سوزن) با بارهای مخالف، روشی کارآمد برای تولید نانوالیاف موازی ارائه شده است. همچنین، اثر برخی از عوامل مؤثر بر مقدار موازی‌بودن الیاف نظیر سرعت برداشت، ولتاژ اعمال‌شده و غلظت محلول بررسی شده است. برای مقایسه مقدار موازی‌بودن الیاف از برنامه­نویسی و پردازش تصویر در محیط MATLAB استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد، غلظت محلول و سرعت برداشت، اثر قابل توجهی بر افزایش موازی‌بودن نانوالیاف دارند. افزایش غلظت از ۱۲ به wt% ۱۵ درصد سبب افزایش معنی‌داری در مقدار موازی‌بودن نانوالیاف می­شود. در شرایطی که تمام پارامترها ثابت باشد، افزایش سرعت برداشت باعث افزایش مقدار موازی‌بودن الیاف می‌شود. با افزایش ولتاژ، ابتدا موازی‌بودن افزایش یافته و سپس کاهش می‌یابد نمودارها و تصاویر میکروسکوپ نوری نانوالیاف مؤید این مطلب‌اند که بیشترین توازی نانوالیاف در غلظت wt% ۱۵، ولتاژ kV  ۱۱  و سرعت برداشت  rpm ۶۰۰ حاصل شده است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fabrication of Aligned Nanofibers by Manipulated Rotating Drum Method and Studying the Effective Parameters on Fibers Alignment by Image Processing

نویسندگان [English]

  • Zohreh Hadi 1
  • Farzad Dabirian 2
  • Somayeh Safi 3
  • Afshin Zojajian 3
  • Mahtab Firoozi 3
1 Islamic Azad University, Shahreza Branch
2 Razi University
3 Shahreza Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

Electrospinning is a known process to produce nanofibers through electrostatic forces. In a typical process, an electrical potential is applied between droplets of polymer solution or melt, held through a syringe needle and a grounded target. In general electrospinning fibers are collected on the grounded target as a random oriented web of nanofiber. Various research projects are attempted to obtain aligned electrospun fibers. This modified electrospinning method can be developed and used in a variety of nanofiber-based applications such as making of nanofibrous scaffolds for tissue engineering. In this study, an effective method has been developed to fabricate aligned nanofibers by manipulation of electrospinning system using two nozzles with opposite charges. Moreover, the effect of some parameters including take-up velocity, applied voltage and polymer solution concentration on alignment of produced nanofibers is investigated. The comparison of fibers alignment was carried out by programming and image processing in MATLAB. It is shown that take-up velocity and polymer solution concentration have significant effect on increasing the fibers alignment. Also, the alignment is increased with applied voltage at first and then, it is decreased. The analytical results and optical microscopic images are clear evidence of showing the maximum alignment of nanofibers obtained at 15% polymer solution concentration with take-up velocity of 600 rpm and 11 kV voltage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aligned nanofibers
  • PAN
  • elecrospinning
  • two nozzles methid
  • rotating drum