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esde 1936 hasta hoy: ¿Cómo ha evolucionado la tecnología de electrohilado por fusión y ha abierto una nueva era en la impresión 3D
Como método para fabricar estructuras de fibra, la tecnología de electrohilado por fusión ha evolucionado gradualmente y ha ampliado sus áreas de aplicación desde que se describió por primera vez en 1936, especialmente en ingeniería de tejidos, textiles y materiales de filtración. El desarrollo de esta tecnología no sólo cambia la forma en que procesamos los polímeros, sino que también abre nuevas posibilidades para la tecnología de impresión 3D.
El electrohilado por fusión no es sólo un simple procesamiento de polímeros, sino también una revolución en la ciencia de los materiales, proporcionando soluciones para una variedad de industrias de forma libre de solventes.
La historia del electrohilado por fusión se remonta a 1936, cuando Charles Norton describió la técnica por primera vez. Después de décadas de silencio, en 1981, Larrendo y Manley volvieron a proponer el electrohilado por fusión en una serie de artículos. Posteriormente, en 2001, Reinecke y Langukun publicaron un resumen de una conferencia señalando la aplicación del electrohilado de fusión en vacío. Con el paso del tiempo, se fueron realizando cada vez más investigaciones sobre esta tecnología. En 2011, se combinó el electrohilado por fusión con un colector móvil para proponer un nuevo método de impresión 3D.
Principios básicos de la tecnología de electrohilado por fusiónEl principio básico de la tecnología de electrohilado por fusión se basa en la física del estiramiento electrostático de la fibra. Las propiedades físicas del polímero fundido en el electrohilado por fusión tienen una viscosidad más alta en comparación con el electrohilado en solución, lo que permite que el chorro cargado extraído forme fibras de manera más predecible. En el electrohilado por fusión, el chorro cargado fundido debe enfriarse para lograr la solidificación, mientras que el electrohilado en solución depende de la evaporación del solvente.
Parámetros clave del electrohilado por fusión
1. TemperaturaSe debe mantener una cierta temperatura para garantizar que todo el polímero se derrita en la punta de la boquilla. En comparación con el electrohilado en solución, la longitud de la boquilla del electrohilado en fusión es relativamente corta.
2. TráficoEl caudal es uno de los principales parámetros que afectan al diámetro de la fibra. En términos generales, cuanto mayor sea el caudal, mayor será el diámetro de la fibra. En el electrohilado por fusión se recogen todos los polímeros que fluyen, lo que evita el problema de la volatilización del disolvente.
3. Peso molecularEl peso molecular es fundamental para la idoneidad de un polímero para el electrohilado en estado fundido. Normalmente, los polímeros homogéneos lineales de bajo peso molecular (menos de 30.000 g/mol) provocarán rotura de la fibra y mala calidad, mientras que los polímeros de alto peso molecular (más de 100.000 g/mol) no fluirán fácilmente a través de la boquilla. Muchos informes de fibras electrohiladas fundidas utilizan pesos moleculares entre 40.000 y 80.000 g/mol.
4. Voltaje El ajuste del voltaje no tiene mucho efecto en el diámetro de la fibra, pero la producción de fibras estables y de alta calidad requiere un voltaje óptimo. El voltaje utilizado en el electrohilado por fusión varía de 0,7 kV a 60 kV.Aplicaciones del electrohilado por fusión
La tecnología de electrohilado por fusión tiene una amplia gama de aplicaciones, especialmente en la ingeniería de tejidos. Dado que no se utilizan métodos de procesamiento que contengan disolventes, esto tiene enormes beneficios en la estimulación de la proliferación celular y la reparación de tejidos. Además, el electrohilado por fusión también es una solución viable para algunos polímeros difíciles de disolver, como el polipropileno o el polietileno.
El electrohilado por fusión ya no es sólo una tecnología de fabricación de fibras; puede convertirse en una de las tecnologías clave para cambiar el panorama de la industria.
Ingeniería de tejidos
El electrohilado por fusión se ha utilizado para procesar materiales biomédicos para su uso en investigación de ingeniería de tejidos. Este enfoque profundiza su potencial para aplicaciones médicas al evitar el uso de disolventes volátiles tóxicos.Entrega de medicamentos
Además, la tecnología de electrohilado por fusión también puede preparar fibras cargadas con fármacos para formar sistemas de administración de fármacos. Sin duda, esto proporciona una nueva tecnología de formulación para la tecnología farmacéutica, que ayuda a mejorar la solubilidad del fármaco y a controlar la velocidad de liberación.
Escritura electrohilada por fusión
La escritura electrohilada por fusión (MEW) utiliza una corriente eléctrica controlada para depositar con precisión fibras de polímero para formar estructuras, un proceso que ha hecho que su uso sea ampliamente utilizado en la impresión 3D. El desarrollo de la tecnología MEW ha promovido las aplicaciones potenciales de sensores de alto rendimiento, robots flexibles y otras biofabricaciones.
El desarrollo de la tecnología de electrohilado por fusión desde 1936 ha demostrado una revolución emocionante en la ciencia de los materiales, y su introducción en la impresión 3D significa que las futuras innovaciones tecnológicas seguirán evolucionando. A medida que la tecnología siga madurando, podemos esperar que el electrohilado por fusión se utilice en más industrias. Entonces, ¿cómo cambiará esta tecnología nuestra vida diaria?
