Language
Country/Area
No result found
من عام 1936 إلى اليوم: كيف تطورت تقنية الغزل الكهربائي الاندماجية وبشرت بعصر جديد من الطباعة ثلاثية الأبعاد؟
يعود تاريخ الغزل الكهربائي المنصهر إلى عام 1936 عندما وصف تشارلز نورتون هذه التقنية لأول مرة. وبعد عقود من الصمت، أعاد لاريندو ومانلي في عام 1981 اقتراح عملية الغزل الكهربائي المنصهر في سلسلة من الأوراق البحثية. وفي وقت لاحق، في عام 2001، نشر راينيكي ولانجوكون ملخصًا لمؤتمر يشير إلى تطبيق الغزل الكهربائي المنصهر في الفراغ. مع مرور الوقت، تم إجراء المزيد والمزيد من الأبحاث حول هذه التقنية. في عام 2011، تم الجمع بين الغزل الكهربائي المنصهر وجامع متنقل لاقتراح طريقة جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد.لا تعد عملية الغزل الكهربائي المنصهر مجرد معالجة بسيطة للبوليمرات، بل هي أيضًا ثورة في علم المواد، حيث توفر حلولاً لمجموعة متنوعة من الصناعات بطريقة خالية من المذيبات.
المبادئ الأساسية لتقنية الغزل الكهربائي المنصهر
يعتمد المبدأ الأساسي لتقنية الغزل الكهربائي المنصهر على فيزياء تمدد الألياف الكهروستاتيكية. إن الخصائص الفيزيائية للبوليمر المنصهر في عملية الغزل الكهربائي المنصهر لها لزوجة أعلى مقارنة بعملية الغزل الكهربائي للمحلول، مما يسمح للنفث المشحون المرسوم بتكوين الألياف بشكل أكثر قابلية للتنبؤ. في عملية الغزل الكهربائي المنصهر، يجب تبريد النفاثة المشحونة المنصهرة لتحقيق التصلب، بينما تعتمد عملية الغزل الكهربائي للمحلول على تبخر المذيب.
المعلمات الرئيسية لعملية الغزل الكهربائي المنصهر
1. درجة الحرارةيجب الحفاظ على درجة حرارة معينة لضمان ذوبان كل البوليمر عند طرف الفوهة. بالمقارنة مع الغزل الكهربائي للمحلول، فإن طول فوهة الغزل الكهربائي المنصهر قصير نسبيًا.
2. حركة المرورمعدل التدفق هو أحد المعايير الرئيسية التي تؤثر على قطر الألياف. وبشكل عام، كلما زاد معدل التدفق، زاد قطر الألياف. في عملية الغزل الكهربائي المنصهر، يتم جمع كل البوليمرات المتدفقة، مما يتجنب مشكلة تطاير المذيبات.
3. الوزن الجزيئييعتبر الوزن الجزيئي أمرًا بالغ الأهمية لملاءمة البوليمر لعملية الغزل الكهربائي المنصهر. عادةً، يؤدي الوزن الجزيئي المنخفض (أقل من 30000 جم/مول) للبوليمرات الخطية المتجانسة إلى كسر الألياف وضعف الجودة، بينما لن تتدفق البوليمرات ذات الوزن الجزيئي المرتفع (أكبر من 100000 جم/مول) بسهولة عبر الفوهة. تستخدم العديد من التقارير عن الألياف المصهورة بالغزل الكهربائي أوزانًا جزيئية تتراوح بين 40000 و80000 جرام/مول.
4. الجهد الكهربي لا يؤثر تعديل الجهد الكهربي كثيرًا على قطر الألياف، ولكن إنتاج ألياف عالية الجودة ومستقرة يتطلب جهدًا كهربيًا مثاليًا. يتراوح الجهد المستخدم في عملية الغزل الكهربائي المنصهر من 0.7 كيلو فولت إلى 60 كيلو فولت.تطبيقات الغزل الكهربائي المنصهر
تتمتع تقنية الغزل الكهربائي المنصهر بمجموعة واسعة من التطبيقات، وخاصة في هندسة الأنسجة. وبما أنه لا يتم استخدام أي طرق معالجة تحتوي على مذيبات، فإن هذا له فوائد هائلة في تحفيز تكاثر الخلايا وإصلاح الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الغزل الكهربائي المنصهر هو أيضًا حل ممكن لبعض البوليمرات التي يصعب إذابتها، مثل البولي بروبيلين أو البولي إيثيلين.لم تعد عملية الغزل الكهربائي المنصهر مجرد تقنية لتصنيع الألياف، بل قد تصبح واحدة من التقنيات الرئيسية التي ستغير مشهد الصناعة.
هندسة الأنسجة
تم استخدام الغزل الكهربائي المنصهر لمعالجة المواد الطبية الحيوية لاستخدامها في أبحاث هندسة الأنسجة. ويعمل هذا النهج على تعميق إمكاناته في التطبيقات الطبية من خلال تجنب استخدام المذيبات السامة المتطايرة.
توصيل الأدوية
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لتقنية الغزل الكهربائي المنصهر أيضًا تحضير ألياف محملة بالأدوية لتشكيل أنظمة توصيل الأدوية. ولا شك أن هذا يوفر تقنية صياغة جديدة للتكنولوجيا الصيدلانية، مما يساعد على تحسين ذوبان الدواء والتحكم في معدل الإطلاق.
