전기 방사는 다양한 물질에서 나노 스케일로 미세 섬유를 제조하는데 사용 매력적인 방법이다. 방사 도프의 성분 중합체의 분자의 얽힘이 성공적인 전기 방사에 필수적이다. 우리는이 생체 고분자, 전분 및 풀루 란 electrospinnability을 평가 레올 이용하는 프로토콜을 제시한다.
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이 논문에서
요약
초록
전기 방사는 다양한 물질로부터 나노 섬유를 제조하는 마이크로 매혹적인 기술이다. 생체 고분자를 들어, 방사 도프의 성분 중합체의 분자의 얽힘이 성공적인 전기 방사를위한 필수적인 전제 조건 인 것으로 밝혀졌다. 유변학은 생체 고분자의 분자 형태와 상호 작용을 조사 할 수있는 강력한 도구입니다. 이 보고서에서, 우리는 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) / 물 분산액으로부터,이 생체 고분자, 전분 및 풀루 란 electrospinnability을 평가 레올을 이용하는 프로토콜을 설명한다. 미크론 범위 미크론의 평균 직경을 갖는 잘 형성된 전분 및 풀루 섬유가 얻어졌다. Electrospinnability 형성 섬유의 시각 및 현미경 관찰에 의해 평가 하였다. 자신의 electrospinnability에 분산의 유변학 적 특성에 대한 상관 관계를 우리는 모든 당선자에 영향을 분자 형태, 분자 얽힘, 및 전단 점도 입증rospinning. 유 동학은 용매 시스템 선택 및 공정 최적화에 유용 할뿐만 아니라 분자 수준에서 섬유 형성의 메커니즘을 이해하지 않다.
서론
전기 방사는 다양한 물질로부터 나노 크기의 연속 마이크로 섬유를 제조 할 수있는 기술이다. 그것은 학문과 산업의 관심 일 증가 얻고있다. 설치 및 전기 방사의 연습은 간단 보이지만, 섬유 속성을 electrospinnability을 예측하고 제어 할 수있는 능력은 과제로 남아. 그 이유는 전기 방사 (2) 및 프로세스, 특히 섬유에 의해 이동 경로 일 것이다 혼란을 좌우하는 여러 가지 요인이 있다는 사실에 놓여있다. 종종 경험 "보고 요리 -와 -"접근 방식은 잠재적 electrospinnable 물질을 선별하는 데 사용됩니다. 그러나, 전기 방사를 더 잘 제어 및 합성 섬유의 특성, 필요 electrospinnability을 지배하는 메커니즘에 대한 이해를 돕기 있습니다. 몇몇 연구자들은 원액에 중합체의 분자의 얽힘이 된 essentia 것을 발견성공적인 전기 방사 3 - 5 리터의 필수 조건.
레올 로지 고분자 분산 분자 형태와 상호 작용을 조사 할 수있는 강력한 도구입니다. 예를 들어는 맥키 등. 클로로포름 / 디메틸 테레 프탈레이트 (7/3, v / v)로 함유하는 용매에 선형의 분자 형태 및 분 지형 폴리 (에틸렌 테레 프탈레이트 - 코....
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프로토콜
1 회전 마약 준비
- 이러한 계산에서 생체 고분자 분말의 수분 함량을 고려 반드시 생체 고분자의 농도 범위 (/ V 와트, 30 %, 0.1 %)을 조사하도록 준비한다. 각각의 농도를 들어, 50 ㎖의 시험관에 생체 고분자 (전분 또는 풀루 란) 분말을 무게. 수성 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) 용액과 교반 막대를 추가합니다.
- 자석 교반기의 핫 플레이트에 일정한 교반 끓는 물에 튜브를 놓습니다.
- 약 1 시간 후, 열을 끄고 분산액을 실온으로 냉각되도록. 분산 물을 유동 학적 검사와 전기 방사를위한 준비가되어있다.
2 꾸준한 전단 유변학
- 레오 미터를 따뜻하게하고 20 ° C에서 무대 온도를 설정합니다. 프로브 (사용 25mm 콘) 및 스테이지 (판) 사이의 격차를 보정합니다.
- 상기 스테이지의 중심 상 생체 고분자 분산액 0.41 ㎖의 부하 positi를 설정하는 프로브를 낮출(25mm 콘에 대한 0.053 mm 간격)에. 분산이 균등하게 간격 내에서 확산 있는지 확인합니다.
- 다음 실험 매개 변수 유변학 테스트를 수행 스윕 모드 : 로그인, 초기 속도 : 100 초 -1, 최종 속도 : 0.1 초
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결과
생체 고분자 농도 및 용매 DMSO 농도의 함수로서 생체 고분자 분산액의 유동 곡선을 구 하였다. 두 대표적인 수치는 순수한 DMSO 용매에서의 농도의 함수로서 전분 (도 2A) 및 플루 란 (도 2b)의 유동 곡선을 나타낸다. 특정 점도는 생체 고분자 농도 (전분 그림 3a 및 풀루 란 그림 3B) 역모를 꾸몄다되었다. 이들 플롯에서, 엉킴 농도 semidilute unentangled 및 semidilute 교락 정권 끼워 라인 절편으로 얻었다.
도 2 플로우를 funct.......
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토론
레올 종래 섬유 방적을 포함하고 13 전기 방사 중합체의 처리를 연구하는 필수적인 도구이다. 정상 전단 유동 학적 연구, 고분자 형태 및 다른 용매에서의 상호 작용에서 해결 될 수 있습니다 (그림 2와 그림 3). 생체 고분자 분자들이 서로 중첩하기에 충분한 높은 농도에서, 그들의 농도 의존성은 좋은 용매 3,4 다른 중합체의보고 된 값과 잘 일치이었다 약 1.4 (도 3)이었다. 생체 고분자의 분자가 얽히게하기 시작한 후, 특정 점도는 농도에 훨씬 높은 의존성을 보였다. 큰 n 값은 강한 분자간 상호 작용을 나타낸다. 많은 랜덤 코일 다당류는 약 3.3 (14)의 n 값과 유사한 농도 의존성을 보였다. 풀루 란은 HIG의 용매에 전분보다 더 강한 상호 작용을 보여 주었다아마도이 때문에 생체 고분자의 분자 성질 H의 DMSO 함량. 풀루 란은 선형해야하는 동안 사용되는 전분, 고도로 분기 구성 요소 (~ 20.......
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공개 사항
저자들은 공개 아무것도 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
이 작품은 음식과 농업에 대한 USDA 국립 연구소, 국립 경쟁 보조금 프로그램, 국가 연구 이니셔티브 프로그램 71.1 FY 2007에 의해 부분적으로 자금 지원 알레르기 및 감염성 질환 그랜트 번호 2007-35503-18392, 보건 국립 연구소, 연구소 등 , R33AI94514-03.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Gelose 80 전분 | Ingredion | 사용됨 | |
| Pullulan | Hayashibara Co. Ltd | 그대로 사용됨 | |
| Dimethyl sulfoxide | BDH Chemicals | BDH1115-4LP | |
| Ethanol | VWR International | 89125-172 | 200 proof |
| Rheometer | TA Instruments | ARES | 50mm 콘 및 플레이트 형상 |
| 주사기 (10 ml) | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Luer-Lok® 주사기; 팁 |
| 고전압 발전기 | Gamma High Voltage Research, Inc. | ES40P | |
| 주사기 펌프 | Hamilton Company | 81620 | |
| 전분 섬유용 | 환경 주사 전자 현미경 | FEI Company | Quanta 200 |
| 풀루란 섬유용 | 환경 주사 전자 현미경 | Phenom-World | Phenom G2 Pro |
참고문헌
- Greiner, A., Wendorff, J. H. Functional self-assembled nanofibers by electrospinning. Self-aseembled nanomaterials. 1, 107-171 (2008).
- Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W. E., Lim, T. C., Ma, Z. An Introduction to Electrospinning and Nanofibers. , World Scientific. Singapore. (2005). ....
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재인쇄 및 허가
