方法論記事

エレクトロスピニング商品ポリマーナノファイバー上への電気活性ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)の気相堆積

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DOI：

10.3791/67825

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2025年3月7日

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1Material Science, Engineering and Commercialization, Texas State University, 2Department of Chemistry and Biochemistry, Texas State University, 3Chemical and Biological Engineering, University of Colorado Boulder, 4STAR Park, Texas State University, 5College of Science and Engineering, University of Houston-Clear Lake

この記事について

サマリー

この論文では、蒸着法を用いてエレクトロスピニングPANナノファイバーを電気活性ポリマーでコーティングする簡単な技術について説明します。酸化剤FeCl₃がPAN上のポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)コーティングの堆積に及ぼす影響を調査し、ナノファイバーマットのポリマー成長、繊維径、および全体的な機械的強度を理解し、最適化しました。

要約

この研究では、エレクトロスピニングによるポリアクリロニトリル(PAN)ナノファイバーの調製を調査し、浄水、電極触媒、および生物医学の用途向けに高多孔質で強力な材料を作成します。均一に白いPANナノファイバーマットは、一貫性を確保するために2cm×2cmのクーポンにカットされました。エレクトロスピニング後、これらのナノファイバーを化学蒸着法を用いて電気活性ポリマー(EAP)で被覆し、塩化鉄(III)(FeCl3)を酸化剤として3,4-エチレンジオキシチオフェン(EDOT)をポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)に重合させた。この研究では、PEDOTの堆積に対するさまざまなFeCl3 濃度がPANクーポンに与える影響を調べました。PEDOTのデポジションにより、クーポンのウェイトが増加しました。走査型電子顕微鏡(SEM)では、FeCl3 酸化剤濃度の増加で処理されたナノファイバーの直径の増加が明らかになりましたが、FeCl3濃度が高いとファイバー間架橋が発生し、それに伴うファイバー間間隔の減少が示唆されました。エネルギー分散型X線分光法(EDS)を用いてナノファイバー中のFe、Cl、Sの存在を確認し、FeCl3濃度を用いると硫黄含有量が上昇し、酸化剤濃度の増加に伴ってPEDOTの成膜効率が向上することが示唆された。機械的試験により、PEDOT被覆PAN繊維は、純粋なPANナノファイバーと比較して、水和状態での引張強度と靭性が向上することが示されました。これらの結果は、PAN-PEDOT複合材料の形態と特性に影響を与えるFeCl3濃度の重要な役割を強調しており、水質浄化、組織工学、バイオセンシング、触媒作用、エネルギー貯蔵などのアプリケーションへの適合性を高めます。

概要

エレクトロスピニングは、組織工学、薬物送達、バイオセンシング、食品カプセル化、絶縁材料、エネルギー貯蔵および散逸、触媒作用、ろ過などの用途でナノファイバーベースの材料の製造に利用される技術です。この技術の汎用性により、さまざまな繊維の配置と形態構造が可能になり、複数の業界でのイノベーションをサポートします1,2,3,4,5,6。エレクトロスピニングは、ポリマー溶液から小さな繊維を製造する電圧駆動の製造技術です。基本的なセットアップには、図1Aに示すように、ポリマー溶液を充填した紡糸口金(ステンレス鋼の針または毛細管押出管)が取り付けられたシリンジ、シリンジポンプ、高電圧電源、およびコレクターが含まれます。シリンジポンプは、ポリマー溶液の一定の流れを確保します。回転ドラムをコレクターとして使用すると、より大きく、より均一な繊維マットを調製できます。低速で回転するとランダムに配向した繊維が生成され、高速で回転するとドラムの回転方向に配向した繊維が生成されます3。繊維の配向に必要な速度はポリマー溶液に固有であり、溶液の粘度、表面張力、濃度などの要因によって異なります。このプロセスは、針先とコレクターの間に電界が確立され、液体表面に電荷が蓄積すると開始されます。静電反発力が表面張力を克服すると、液体ポリマー溶液はテイラーコーンを形成し、帯電した液体のジェットがコレクターに向かって移動します。溶媒が蒸発すると、固体ポリマー繊維がコレクター4,5に堆積します。エレクトロスピニングナノファイバーは、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリスチレン(PS)、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(ラクティック-コグリコール酸)(PLGA)、ナイロン、ポリ(フッ化ビニリデン)/ポリウレタン、ポリビニルピロリドン1,7,8,9,10,11,12。

エレクトロアクティブポリマー(EAP)を使用したエレクトロスピニングナノファイバーベースの材料の作製は、特に興味深いものです。EAPは、化学プロセスまたは電気化学プロセスを使用して複数の酸化状態を可逆的に切り替えることができる共役バックボーンを持つ材料です。この修飾は、色、導電率、反応性、体積13などの特性の変化につながります。この汎用性により、EAPはエネルギー変換と貯蔵、エレクトロクロミクス、アクチュエータ、センサー、バイオエレクトロニクスデバイスなどのアプリケーションに最適です。EAPナノファイバーは、より具体的には、エネルギー貯蔵、センサー、アクチュエーター、分離、神経/組織工学、およびバイオセンシング14に潜在的な用途があります。電気活性ポリマー(EAP)は、粘度が低く導電性が高いため、エレクトロスピニング中にいくつかの課題が生じ、安定したジェット形成が妨げられ、連続繊維の代わりにジェットが不安定になったり、ビーズが形成されたりする可能性があります。電界に対するそれらの感受性は、早期の変形または活性化を引き起こし、一貫性のない繊維形成をもたらす可能性があります。さらに、EAPは通常、溶解性が低いため、溶液の粘度、表面張力、誘電特性に影響を与える特に適切な溶媒を使用する必要があり、プロセスが複雑になります。低弾性や柔軟性などのEAPの機械的特性は、ジェットの破損や繊維の不整合につながる可能性があります。同時に、電圧、ニードルコレクター距離、流量などのエレクトロスピニングプロセスパラメータは慎重に最適化する必要があり、プロセスをより複雑にし、再現性を低下させます15,16,17,18。いくつかの注目すべき例外がある一方で、ほとんどの場合、エレクトロスピニングが可能なキャリアポリマーと呼ばれる追加のポリマーを組み込まない限り、EAPの溶液をエレクトロスピンすることはできません19。

EAPナノファイバーベースの材料を調製するための代替方法が考案されています。EAPを他のポリマーまたはナノ粒子とブレンドすると、2つのポリマーのハイブリッドである特性が得られます1。EAPをキャリアポリマーとブレンドするとエレクトロスピニングが可能になりますが、EAPの望ましい特性、特に電気活性(電場の存在下で特性を変化させる能力)と導電性は、ブレンドすると失われる可能性があります。代わりに、非電気活性エレクトロスピニングナノファイバーをEAPでコーティングすることは、ナノファイバーのコアに機械的に堅牢なポリマーを持ちながら、表面でEAPの電気活性と導電性を提供する方法になる可能性があります。EAPコーティングは、電着、スプレーコーティング、ディップコーティング、または気相堆積を使用して実現できます。ただし、電着にはいくつかの欠点があります。導電性基板が必要であり、導電性を高めるための前処理を受けない限り、非導電性材料での使用が制限されます。複雑な表面や多孔質の表面で均一なコーティングを実現することは、電界が不均一であるために困難であり、堆積厚さが変動する可能性があります。コーティングの形態、厚さ、結晶化度を制御するには、電解質の組成と印加電圧を正確に調整する必要もあります。さらに、大規模または3次元の物体は、特に陥没した領域で均一なコーティングを受けない場合があります。電解質または電極表面の不純物による汚染のリスクは欠陥をもたらす可能性があり、エネルギー集約的なプロセスは技術をさらに複雑にします19。ディップコーティングは、基板をEAPポリマー溶液に浸漬し、制御された速度で引き抜いて薄膜を作成するプロセスです。あるいは、モノマー溶液による基板のディップコーティングに続いて、二次重合ステップを行うこともできます。溶媒の選択は重要です。それは、下にある繊維を溶解せずにポリマーまたはモノマーを溶解しなければならない。しかし、ノンコンフォーマルコーティングの形成や凝集は、特に複雑な表面では欠点となることがあります。スプレーコーティングは、大きな表面または複雑な表面を効率的にカバーし、多層アプリケーション20の他の方法と組み合わせることができますが、スプレーコーティングでは、基質ポリマーの溶解を避けるために慎重な溶剤の選択も必要です。気相蒸着、特に化学気相成長法(CVD)は、通常、溶解性の問題を回避し、優れた接着性を持つ均一で薄いコーティングを生成し、複雑な形状のカバレッジを可能にし、スケーラブルなプロセスです。CVDは、炭素、金属酸化物、EAPなどの様々な材料を基板に均一にコーティングする方法で、前駆体を気化させて基板に輸送し、制御された条件下で吸着・核生成・成長を可能にする手法です。EAPのCVDの場合、このプロセスには通常、モノマーや酸化剤を気化させて、 繊維上でin situ 酸化重合を行うことを可能にします。CVDは、均一およびコンフォーマルコーティング、精密な薄膜形成、産業用途向けのスケーラビリティ、材料堆積の多様性などの利点を提供し、多様な用途でナノファイバーの機能を強化します21。CVDは、もともとポリビニルピロリドンで作られた焼成NiCo2O4 ナノファイバーのコーティングにZhuらによって使用され、EAPポリピロール22が塗布されました。

私たちの研究では、EAPのCVDの基質としてPANからナノファイバーマットを調製しました。PANは、水性媒体に不溶で、環境的に安定しており、強度と弾性率が高い安価な汎用ポリマーです。Sapountzi et al.23 による最近の研究では、CVD技術を使用してPANナノファイバー上にさまざまな材料を成功裏に堆積させることが実証されています。具体的には、酸化剤塩化第二鉄を含むPANの溶液をエレクトロスピニングし、次に繊維をピロールおよび/またはピロール-3-カルボン酸蒸気にさらして、グルコースセンシング用のPANおよびEAPのコアシェルナノファイバーを生成した23。

EAPのCVDでは、ピロールやアニリンなどの電気活性モノマーをエレクトロスピニングナノファイバーに酸化重合させるためには、酸化剤の濃度が重要であり、得られる導電性ポリマーの堆積速度と特性に大きな影響を与えます。塩化第二鉄(FeCl3)は、酸化剤として一般的に使用され、反応してポリマー24,25を生成するモノマーラジカルカチオンを形成します。FeCl3濃度が高いと、利用可能な酸化種が増えるため、重合速度と堆積速度が増加しますが、低濃度ではこれらのプロセスが遅くなります。Sapountziらは、FeCl3濃度が高いほど、PANナノファイバーへのポリピロール(PPy)の堆積速度が速くなり、その逆も同様であることを示しました23。FeCl3濃度が低いと、酸化性分子種の利用可能性が限られているため、ラジカルカチオンの形成とそれに続く重合プロセスが遅くなります25,26。一方、Xueらは、0.25Mの最適なFeCl3濃度により、PANナノファイバー上に均一で高導電性のPPyコーティングがもたらされ、高濃度ではポリマーの過剰酸化と劣化につながると報告した27。Wissmannらは、PANナノファイバーへのポリアニリン(PANI)の沈着を研究し、FeCl3濃度を0.1Mから0.5Mに増加させると、PANIコーティングの成膜速度と伝導性が大幅に増加したが、さらに濃度を上げると不均一な成膜が生じることを観察した。Zhangらは、異なるFeCl3濃度を使用して、アニリンとo-アニシジンの共重合体をPANナノファイバー上に堆積させたことを報告しました。彼らは、0.25Mの最適なFeCl3濃度が均一で導電性の高いコーティングをもたらし、高濃度が材料の導電率が低いことによって識別されるように、ポリマーの過剰酸化と劣化につながることを発見しました28。したがって、酸化剤濃度を慎重に選択することは、光学EAPコーティングを確実にするために重要です。

この研究は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)被覆PANナノファイバーの調製にCVDを使用する方法を示しています。したがって、この研究では、図1に示すように、最初にPANナノファイバーをエレクトロスピニングし、次にこれらのPANナノファイバーにさまざまな濃度のFeCl3を注入し、次にEAPをFeCl3-laddenファイバーに堆積するプロセスに焦点を当てています。この研究では、ナノファイバーへのPEDOTの堆積速度に対するFeCl3の濃度の違いの影響を調査しています。機械的試験では、PEDOTコーティングが材料の機械的特性に及ぼす影響を評価し、特に高湿度環境において、この材料が生物医学および水質浄化用途に適していることを示しています。FeCl3濃度の最適化は、EAPの効率的かつ正確な成膜を確実にするために極めて重要であり、均一なコーティングと材料特性の改善につながります。FeCl3濃度とVPDセットアップ特性がEAPコーティングPANナノファイバーの成膜速度と機能性に及ぼす影響を調べた包括的な研究がないことは、この研究の重要性を強調しています。この研究の結果は、以前の研究と比較して低濃度のFeCl3でのEAP沈殿で観察された違いを考えると、特に重要であり、気相蒸着(VPD)セットアップの重要な役割を強調しています。

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プロトコル

1. 実験セットアップ

  1. PANナノファイバーのエレクトロスピニング
    1. 1 g の PAN を 10 mL の DMF に溶解して、10% 溶液を調製します。
    2. エレクトロスピニングのセットアップを組み立て、高電圧電源、シリンジポンプ、および先端が平らな20ゲージの針が 図1 と 図2に示す接地コレクターに接続されていることを確認します。エレクトロスピナーがヒュームフードで使用されているか、換気ダクトに接続されていることを確認して、溶剤蒸気への曝露を最小限に抑えてください。
    3. ポリマーナノファイバーを受け取る金属収集ドラムをパラフィン紙で覆うと、ファイバーの回収が容易になり、サンプル間の相互汚染が最小限に抑えられます。
    4. シリンジにPAN溶液を充填し、ルアーアダプター付きの内径0.8 mmポリテトラフルオロエチレン(PTFE)チューブを使用して紡糸口金針に接続します。
    5. シリンジポンプの流量を0.04mL/minに設定します。流量は、ポリマー溶液の特性に応じて必要に応じて調整できます。
    6. 紡糸口金と接地コレクターの間に18.9kVの電圧を印加し、1,200 rpm29,30で回転するように設定します。エレクトロスピニング中は、高電圧を伴うため、適切なガイドラインに従ってください。
    7. 帯電したジェットが紡糸口金から開始され、溶媒が蒸発するにつれて連続ナノファイバーに固化します。印加電圧、溶液流量、ドラム回転速度がすべてのバッチで一貫していることを確認し、均一な繊維形態と直径を実現します。
    8. PANナノファイバーをパラフィン紙でコーティングした接地コレクターに約4.5時間堆積させます。この時間が経過したら、テープをはがしてドラムからパラフィン紙をほどきます。
  2. PANクーポンの準備
    1. PANシートマットを真空デシケーターで室温で72時間乾燥させ、処理中に吸着した残留溶剤や水を取り除きます。
    2. 乾燥させた繊維マットをハサミまたはカミソリの刃で2cm×2cmのクーポンに切ります。 図 3 に示すように、ドラムの回転方向に対するクーポンの位置に注意してください。クーポンをトリプリケートのグループに整理し、ファイバーマットの同じ列から複製を生成して、一貫性を確保します。
  3. 真空システム組立
    1. 図4に示すように、ガラス蓋にシリコンガスケットを取り付けた密閉型鋼製容器を使用して化学気相堆積システムを組み立て、真空条件を正確に制御します。これらの容器は、さまざまなベンダーから真空脱気チャンバーキットとして市販されており、安価です。
    2. システムに真空を管理するための2つのバルブを装備します:1つのバルブは真空ポンプに接続し、目的の真空に達すると閉じます。もう一方のバルブは大気に接続し、必要に応じて真空の制御された放出を可能にするために開かれています。
    3. 真空ポンプをシステムに接続して、チャンバー内の圧力を下げます。250°Cまでの温度に達することができるホットプレート上に容器を配置し、蒸着プロセス中の熱管理を可能にします。
  4. 気相蒸着ラックアセンブリ
    1. 以下で説明する2つの蒸着ラック設計の設計に従って、プロジェクトの蒸着ラックを開発します。
    2. 図5Aに示す第1世代(G1)蒸着ラックは、汚染を防ぐためにステンレス鋼製の4本の垂直脚をアルミホイルで包んで構築します。
    3. 縦の脚を上下の水平ロッドでつなぎ、中空の立方体のような構造にして安定性を確保します。
    4. 脚の周りに3本の水平銅線を巻き付けて、クーポンを吊るすための3つの層またはレベルを作成します。
    5. G1ラックがコンパクトで、処理チャンバー内に収まり、組み立てと分解が容易であることを確認してください。
    6. 図 5B に示す第 2 世代 (G2) セットアップは、耐久性と耐食性のためにステンレス鋼を使用して構築します。このシステムのエンジニアリング回路図は、補足ファイル1に記載されています。G2ラックは、安定性とサポートのために、円形のベースとトッププレートを4本の垂直ロッドで接続して設計します。垂直ロッドに調整可能なクランプを装備して、ベースプレートとトッププレートの間の高さをカスタマイズできるようにします。クーポンを吊るすためのステンレス製の円形の金網トレイを取り付けます。
    7. 蒸着プロセス中のエレクトロスピニングクーポンの位置を正確に制御し、気相への均一な曝露を促進します。

2. 気相蒸着

  1. PANクーポンへのFeCl3の堆積
    1. PANクーポンの重量を量ります。FeCl3 (酸化剤)をPANクーポンに沈着させます(条件ごとに少なくとも3回の繰り返し)1 Mから5 Mの範囲のさまざまな濃度のFeCl3水溶液に30分間浸します。
      注意: 塩化第二鉄(無水)は、重度の眼の損傷を引き起こす可能性のある腐食性刺激物であるため、取り扱いには注意してください。
    2. クーポンを糸くずの出ない紙のワイプに移して浸透圧乾燥を促進し、ワイプを2倍交換します。
    3. クーポンをワイプで包み、ドラフト内に24時間置いて、乾燥プロセスの第1段階を完了します。
    4. 24時間後にPANクーポンの重量を量り、減量を記録します。PANクーポンをステップ1.4.9で準備した金属製のワイヤートレイに引っ掛けて吊るします。
    5. 乾燥塩化カルシウム乾燥剤が入った500mLビーカーをセットアップの底に置きます。セットアップ全体を真空チャンバー内に配置します。
    6. ポンプをオンにし、真空バルブを開いたままにして連続的に空気を排出し、真空システムをデシケーターとして効果的に使用して、真空を開始します。ここでの揚水量は85L/minでした。このポンプとセットアップによって達成された最終的な真空度は約8000Paでした。
    7. 1 時間、2 時間、3 時間、24 時間、48 時間、72 時間の間隔でクーポンの減量を監視します。
  2. PANクーポンへのPEDOT登録
    1. PANクーポンをクーポンラックアセンブリに引っ掛けて吊るします。
    2. 約4gのモノマー(EDOT)を保持した開いたガラス容器とともに、クーポンを真空システム内に吊り下げます。ホットプレートの温度を55°Cに調整します。
    3. チャンバーと真空ポンプの間のバルブを開き、目的の真空(8000 Pa)に達するまでチャンバーを排気します。次に、バルブを閉じ、チャンバーを真空状態にします。
    4. 蒸着プロセスを2時間発生させます。2時間後、真空リリースバルブを開いてPEDOTコーティングされたクーポンを取り出します。
  3. クーポンの洗浄
    1. ポリマーコーティングされたクーポンをVPDチャンバーから取り外し、洗浄チャンバーに移します。
    2. 図6に示すように、直径5.5cm、細孔径180μmの円形濾紙で裏打ちされた磁器漏斗の開口部にクーポンを置きます。
    3. 特定の濃度の3つのクーポンの各バッチを一緒に洗浄し、噴出ボトルを使用してクーポンにメタノールを噴霧することにより、FeCl3残留物を除去します。
    4. メタノールの量を高濃度で増加させることで、FeCl3残留物を完全に除去し、残留酸化剤とモノマーを効果的に溶解して洗い流します。1 M FeCl3に浸漬したクーポンには、約200 mLのメタノールを使用してください。メタノールの量を、高濃度レベルごとに50 mLずつ増やします(例:2 Mの場合は250 mL、3 Mの場合は300 mL)。
    5. 洗浄後、クーポンをボンネットの下で30分間乾燥させた後、乾燥剤を入れたデシケーターで室温で1時間乾燥させ、最後にガラスバイアルで保存します。
  4. VPDチャンバーとポンプの清掃
    1. CVDチャンバーをアセトンですすいで、未反応のモノマーを溶解します。すすぎ液は有機廃棄物容器に捨ててください。
    2. 空でチャンバーをドラフトに入れ、30°Cで1時間加熱します。チャンバーを洗剤溶液に24時間浸してから、洗剤を廃棄します。
    3. 蓋を少し開けた状態でチャンバーを200°Cで24時間加熱します。アセトンの噴霧をもう一度行い、ドラフトチャンバー内のチャンバーを30°Cで1時間乾燥させます。
    4. モノマーの堆積の各バッチの後にポンプオイルを交換して、実験の完全性を維持します。

3. サンプルの特性評価

  1. ナノファイバーマットのSEM分析
    1. カーボンテープを使用して、PAN、PAN+FeCl3、PAN+FeCl3+PEDOTのサンプルをアルミニウムスタブに貼り付けます。
    2. 4.5 nm のスポットサイズと 20 kV の加速電圧を使用して、5000 倍の倍率でサンプルをイメージングします。必要に応じてイメージングパラメータを調整し、サンプルの形態を調査します。
    3. 測定機能を使用して、繊維の直径を決定します。サンプルに対して12〜15回の測定を行います。
    4. SEM機器の標準操作手順に従って、エネルギー分散型X線分光法(EDS)分析を実行します。サンプルに含まれる元素の原子の割合と重量の割合を取得します。
  2. 機械解析
    1. レーザーカットされた40 mm x 40 mmの段ボールフレームと20 mm x 20 mmの中央に窓の開口部があります。
    2. カミソリの刃を使用して、10 mm x 40 mmのナノファイバーサンプルストリップを、40 mmのエッジがエレクトロスピニングナノファイバー形成の方向に平行になるように正確に切り取ります。
    3. デジタルキャリパーを使用して、サンプルがフレームと接触せず、ほぼ等距離離れて、試料の中心の周りに選択された5つの位置で、各ストリップの厚さ(mm)を測定します。平均を厚さとします。各ストリップの重量(g)を測定します。
    4. サンプルを乾燥(硫酸カルシウムを充填した真空乾燥器)またはリン酸緩衝生理食塩水(10x PBS)に72時間浸漬して、サンプルをコンディショニングします。
    5. PBSに浸したサンプルを糸くずの出ないティッシュペーパーに軽くたたきます。10 mm x 40 mmのポリマーサンプルを40 mm x 40 mmのフレームに重ね合わせ、テープで留めて引張試験機に挿入します。
    6. フレームとサンプルを引張試験機にロードし、室温で目的のひずみ速度(0.8 s-1)でテストします。出力は力と変位になります。
    7. 力と変位を応力-ひずみに変換します。サンプルの寸法と質量からサンプルの密度を計算します。応力を計算するには、引張試験機によって収集された力データをサンプルの断面積で割り、次にファイバーマットの密度と試験中に使用した標点距離の両方を掛けます。

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結果

本研究では、電気活性ポリマー被覆PANナノファイバーをエレクトロスピニング法で作製し、浄水用のフィルター、吸収剤、光触媒、電極触媒、組織工学、神経再生、薬物送達、バイオセンシング用のスキャフォールド/マトリックスなどに使用できる高多孔質で強度の高い材料を開発します。これらの材料に電気活性特性を付与するために、PANナノファイバーは化学蒸着法によりEAP PEDOTでコーティングされています。

クーポンの形成は、PAN溶液をエレクトロスピニングすることから始まり、白色で均質なナノファイバーマットが形成されました。エレクトロスピニング後、PANナノファイバーマットを真空デシケーターで72時間乾燥させ、残留溶媒または水分を除去しました。次に、乾燥させたナノファイバーマットをハサミで2cm×2cmのクーポンにカットし、 図3に示すように、ドラムの回転方向に応じてクーポンの位置がわかるようにしました。こ...

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ディスカッション

この研究では、汎用ポリマーからナノファイバーマットをエレクトロスピニングし、気相酸化重合によってこれらのナノファイバーを電気活性ポリマーでコーティングし、これらの材料の化学的および機械的特性の特性評価を行うためのプロトコルについて説明します。

エレクトロスピニングは、生物医学から持続可能性、エレクトロニクスまで、さまざまな用途で高表面積材料を生成するための有用なツールとなっています1,2。エレクトロスピニングに必要な高電圧を考慮すると、評判の良いブランドの専用システムから購入することをお勧めします。そうは言っても、読者は、エレクトロスピニングシステム34を構築するためのベストプラクティスを議論する外部リソースを参照されます。エレクトロスピニング材料の特性は、多数のポリマー溶液とプロセス変数によって制御されます。エレクトロスピニングに使用されるポリマー溶...

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開示事項

著者は何も開示していません。

謝辞

この研究は、全米科学財団の材料研究教育パートナーシップ(DMR#2122041)とアルフレッド・P・スローン財団(#G-2022-19553)テキサス州立大学/コロラド大学ボルダー・スローン学部研究プログラムの支援を受けました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
10X PBSThermo Fisher ScientificBP399-1in vivo の塩分および湿度条件
Acetone A412P4VPDチャンバーの清掃に使用 
DMFEMD Milipore CorporationDX1727-6PAN溶液を調製するための溶媒として使用
EDOTTCIE0741PANクーポンにポリマーを堆積するために使用される電気活性モノマー
エレクトロスピニング装置SprayBaseES30N-5WPANナノファイバーの製造に使用
FeCl3Thermo Scientific  12357.22活性モノマーの化学酸化による重合を行うために使用されます
ペーパー(180μm) VWR28310-015ろ過に使用 
高電圧電源ガンマES30N-5W15KV-20KV。この実験では18.9KVを使用しました。
ホットプレートコーニングPC420D真空チャンバーの加熱に使用
メタノールフィッシャーケミカルA412-4FeCl2およびFeCl3を除去するために使用されます
ナノファイバーの調製に使用されます。平均MWは150,000 g / molです。
PTFE製チューブMicrosolv Tech Corp.49210-20-C0.8 mm ID、1.6 mm
OD ポンプコジバキュZK220419チャンバー内の真空を作り出すために使用
シリンジAir-Tite23122010 mL、使い捨てシリンジ
ポンプニューエラNE-300流量 0.04 mL/分
ゲージ付き真空チャンバーBAC EngX002APOXUR
ワックスペーパーレイノルズキッチンCM-3CY-06KR金属ドラムのカバーとPANナノファイバーの収集に使用
Thermo Scientific を模倣するために使用されます電気フィルター EAPコーティングされたPANニードルBDYale 511098 20G PAN粉末Ambeed A971305から PAN

参考文献

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