Электропрядение — промышленный процесс, в котором электрический заряд высокого напряжения используется для создания полимерных волокон. Этот процесс отличается от электрораспыления, в котором используются капли, тем, что электрически заряженный жидкий полимер вытягивается в виде твердой нити. Есть два метода, используемых для создания жидкого полимера, используемого в электропрядении. Его можно расплавить из твердой формы или смешать с растворителем для образования раствора полимера. .
В лабораторных условиях базовое оборудование для электропрядения можно настроить, используя источник питания высокого напряжения, стеклянную пипетку, шприц и дозирующий насос для подачи электрически заряженной жидкости. Другой компонент установки, капиллярный экран, подключен к электрическому заземлению. Этот экран может быть неподвижным или вращаться для облегчения вращения волокон. Используя эту простую установку, исследователи в области нанотехнологий создали полимер филаменты и нанотканые материалы, которые используются в медицине и промышленности.
Методы, используемые для электропрядения, довольно просты. Жидкий полимер электрически заряжается с помощью проволочного электрода, погруженного в жидкость. Затем на него оказывается давление, заставляющее его двигаться к концу стеклянной трубки. Когда жидкий полимер достигает конца трубки, электрически заряженные ионы жидкости притягиваются к противоположно заряженному экрану капилляра. Поскольку поверхностное натяжение жидкости преодолевается притягивающей силой капиллярного экрана, она образует конус форму, называемую конусом Тейлора.
В этот момент поверхностное натяжение полностью преодолевается притяжением электрически заряженного капиллярного экрана, и начинают формироваться тонкие нити жидкого полимера. По мере того как эти нити растягиваются, они становятся длиннее и тоньше в процессе, называемом взбиванием, который напоминает движение электрической дуги в воздухе. Нити переносятся по воздуху и в конечном итоге собираются на капиллярной сетке.
Тонкие нити, созданные в процессе электропрядения, могут иметь диаметр всего несколько нанометров. Эти нити также могут иметь уникальную текстуру и качество поверхности, что делает их желательными для различных применений. В области медицины наноткани используются для изготовления раневых повязок, каркасов искусственных органов и пластырей для доставки лекарств. Исследовательские лаборатории также используют эти ткани для изготовления фильтров, которые могут изолировать субмикронные частицы. Также открываются промышленные применения процесса электропрядения, предлагая такие варианты, как бесшовная одежда или композитные строительные материалы.