Molecular Enredo y Electrospinnability de Biopolímeros

Resumen

Electrospinning es una técnica fascinante utilizado para fabricar fibras micro a nano-escala a partir de una amplia variedad de materiales. Entrelazamiento molecular de los polímeros constituyentes en la disolución de hilatura es esencial para electrospinning éxito. Se presenta un protocolo para la utilización de reología para evaluar la electrospinnability de dos biopolímeros, almidón y pululano.

Resumen

Electrospinning es una técnica fascinante para fabricar micro fibras a nano-escala a partir de una amplia variedad de materiales. Para biopolímeros, enredo molecular de los polímeros constituyentes en la solución de hilado se encontró que era un requisito previo esencial para electrospinning éxito. La reología es una herramienta poderosa para sondar la conformación molecular y la interacción de los biopolímeros. En este informe, demuestran el protocolo para la utilización de reología para evaluar la electrospinnability de dos biopolímeros, almidón y pullulan, desde su dimetilsulfóxido (DMSO) / dispersiones de agua. Se obtuvieron de almidón y fibras de pululano bien formados con diámetros medios en el rango submicrónico para micrones. Electrospinnability se evaluó por observación visual y microscópica de las fibras formadas. Al correlacionar las propiedades reológicas de las dispersiones a su electrospinnability, nos demuestran que la conformación molecular, enredo molecular y viscosidad de corte, afectan electorospinning. Reología no sólo es útil en la selección del sistema disolvente y la optimización de procesos, sino también en la comprensión del mecanismo de formación de la fibra en un nivel molecular.

Introducción

Electrospinning es una técnica que es capaz de producir micro continua a las fibras de nano-escala a partir de una amplia variedad de materiales. Se ha ganado un creciente interés académico e industrial ^1. Aunque la configuración y la práctica de electrospinning parecen sencillo, la capacidad de predecir y controlar electrospinnability propiedades de la fibra sigue siendo un reto. La razón puede estar en el hecho de que hay muchos factores que influyen en el proceso de electrospinning ² y el proceso, especialmente la trayectoria recorrida por la fibra, es caótico ^1. A menudo, un enfoque empírico "cocinar-y-mirar" se utiliza para la de....

Protocolo

1. Spinning Preparación Dope

1. Prepare una serie de concentraciones de biopolímero que se investigue (0,1% a 30%, w / v) y asegúrese de considerar el contenido de humedad del polvo de biopolímero en estos cálculos. Para cada concentración, se pesa el biopolímero (almidón o pululano) polvo en un tubo de ensayo de 50 ml. Añadir dimetilsulfóxido acuoso solución (DMSO) y una barra de agitación.
2. Se coloca el tubo en agua hirviendo con agitación constante en una placa caliente de agitación magnética.
3. Después de aproximadamente 1 hora, apagar el fuego y deje que la dispersión se enfríe a temperatura ambiente. La dispersión es entonces listo para....

Resultados

Se obtuvieron curvas de flujo de las dispersiones de biopolímero como una función de la concentración de biopolímero y la concentración de DMSO en disolvente. Dos figuras representativas muestran las curvas de flujo de almidón (Figura 2A) y pululano (Figura 2B) como una función de su concentración en disolvente DMSO puro. Las viscosidades específicas se representaron frente a la concentración de biopolímero (Figura 3A para el almidón y la Figura 3B para.......

Discusión

La reología es una herramienta esencial para estudiar el procesamiento de polímeros, incluyendo la hilatura de fibra convencional y electrospinning ^13. De los estudios de cizalladura constantes reológicas, la conformación del polímero y sus interacciones en diferentes disolventes pueden ser resueltos (Figuras 2 y 3). A concentraciones no son suficientemente altos para las moléculas de biopolímero se solapen uno con el otro, su dependencia de la concentración fue de alrededor .......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Gelose 80 almidón	Ingredion		Usado tal cual
Pullulan	Hayashibara Co. Ltd		Usado tal cual
es Dimethyl sulfoxide	BDH Chemicals	BDH1115-4LP
Ethanol	VWR International	89125-172	200 proof
	Reómetro TA Instruments	ARES	Geometría de cono y placa de 50 mm
Jeringa (10 ml)	Jeringa 309604 Becton, Dickinson and Company		con Luer-Lok® Consejo
Generador de alto voltaje	Gamma High Voltage Research, Inc.	ES40P
Bomba de jeringa	Hamilton Company	81620
Microscopio electrónico de barrido ambiental	FEI Company	Quanta 200	para fibras de almidón
Microscopio electrónico de barrido ambiental	Phenom-World	Phenom G2 Pro	para fibras de pululano