Elektrik eğirme yöntemini kullanarak nanofiberlerin elektrtik alan ile yönlendirme olasılığının araştırılması

Abstract

Elektrostatik eğirme ile nanofiber üretimi, polimer çözeltisine uygulanan yüksek voltajın etkisiyle gerçekleşmektedir. Bu işlem ile oluşturulan nanofiberler, genellikle polimer jetinin kaotik hareketinden dolayı rastgele bir dizilim sergilemektedir.Bu çalışmada, polimer jetinin kaotik uçuşunun bastırılması ve düzenli nanofiberlerin elde edilebilmesi için, boş silindirik iletken elektrotlar ve iletken paralel plakalar kullanılarak ikincil elektrik alanlar oluşturulmuştur. Çalışmanın ilk aşamasında herhangi bir elektrot ya da paralel plaka kullanılmadan klasik elektrostatik eğirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, toplayıcı plakadaki fiber saçılım genişliğinin düşürülmesi için sisteme silindirik iletken elektrotlar eklenmiştir. Son aşamada ise, iletken paralel plakalar dâhil edilerek, toplayıcı plakadaki nanofiber diziliminin, örgü geometrisinde yönlendirilebilme olasılığı araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, silindirik elektrotlar üzerindeki alanlar sayesinde, fiber saçılım genişliğinin azaltılması sağlanmıştır. Paralel plakalar aracılığıyla yaratılan elektrik alan sayesinde nanofiberlerin örgü geometrisinde düzenlenmesi için deneyler yapılmıştır. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) fotoğraflarında fiber çaplarının 800 nm ile 3 µm arasında değiştiği görülmüştür. Son olarak görüntü üzerinden fiberler sayılıp, bulundukları doğrultudan sapma açıları hesaplanarak, herhangi bir açı yapmadan %37,5 oranında düzenlenme görülmüştür.

In order to produce nano-scaled fibers with electrospinning technique, high voltage applied to a polymer solution. Because of the chaotic movement of the polymer jet, nanofibers occur randomly on the collector.In this study, a secondary electrostatic field is created by measurable length hollow cylinder electrodes to reduce the whipping instability of the polymer jet. In addition to this, conductive parallel plates are placed through the jet trajectory in order to investigate the possibility of redirecting nanofibers into the lattice structure. In the first stage of this study, a classic electrospinning approach without any electrodes is carried out. Secondly, in order to reduce the radius of fiber dispersion on the collector, conductive clylinder electrodes are added to the system. Finally, for investigating the possibility of redirecting nanofibers into a lattice formation, conductive parallel plates are incorporated into the system.As a result, due to the electrical field on cylinder electrodes, radius of the fiber dispersion on the collector was successfully reduced. Furthermore, with the electrical field created by paralle plates, aligned nanofibers were produced. Diameters of the fibers varied between 800 nm and 3 µm. Ratio of the aligned fibers is determined as %37.5.