کنترل آرایش نانوالیاف الکتروریسی شده با استفاده از جمع کننده‌های ترکیبی رسانا- عایق

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، صندوق پستی 112-14975

چکیده

آرایش الیاف از جمله ویژگی‌های هندسی مهم در نمدهای الکتروریسی شده است که با تنظیم میدان الکتریکی قابل کنترل است. در این پژوهش، استفاده از جمع کننده‌های فلز- شیشه به عنوان روشی نوین برای تغییر موضعی رسانندگی الکتریکی در محل جمع کننده و به تبع آن تغییر میدان الکتریکی معرفی شده است. بررسی آرایش الیاف الکتروریسی شده روی قسمت شیشه‌ای (عایق) با دو هندسه مربع و دایره روی سطح جمع کننده فلزی (رسانا) صفحه‌ای نشان داد، هندسه بخش عایق، اثر قابل توجهی روی آرایش الیاف دارد. به طوری که در حالت مربع، الیاف با جهت‌گیری ترجیحی به یک سمت و انحنای موجی‌شکل به دست آمدند. در حالی که در هندسه دایره‌ای، الیاف جهت‌گیری خاصی نداشته و کاملاً مستقیم و بدون انحنا بودند. همچنین، بررسی آرایش الیاف در نقاط مختلف از ورق شیشه‌ای متصل شده به جمع‌کننده استوانه‌ای نشان داد، هر چه فاصله ورق از سطح فلزی بیشتر باشد، چگالی الیاف کمتر و جهت‌گیری آنها به یک سمت خاص بیشتر است، ضمن آن که الیاف در قسمت‌هایی از ورق که تماس مستقیم با سطح فلزی ندارد، انحنا و پیچ خوردگی خود را از دست می‌دهند. روش ارائه شده می‌تواند راهکاری ‌برای تنظیم آرایش الیاف در داربست‌های الکتروریسی شده، مطابق با هندسه بافت مورد نظر باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Controlling the Orientation of Electrospun Nanofibers by Conductive-Insulating Hybrid Collectors

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Ghanian
  • Jalal Barzin
  • Mojgan Zandi
  • Morteza Ehsani
  • Mohammad Kazemi-Ashtiani
چکیده [English]

Fiber orientation is one of the important morphological characteristics of electrospun mats. Electric field between the nozzle and collector which is extremely influenced by electrical conductivity of the collector can be controlled to tailor the orientation of electrospun fibers. We have presented the conductive-insulating collectors as novel means to localize conductive area on the collector surface and subsequently reorganize the electric field. It is demonstrated that the electrospun nanofibers deposit with specific geometries on the hybrid collectors compared to the conventional conductive collectors. In addition, insulting area with different geometries results in different fiber orientations. The square geometry leads to wavy nanofibers with preferentially unidirectional alignment whereas straight nanofibers with completely random orientation are obtained by a collector of circular geometry. These observed morphological changes may be attributed to probable changes in the electrical field. It is also shown that the gap size between the insulating area and the conducting surface influences the fiber orientation in determining bigger gap, lower fiber density and more aligned orientation. Furthermore, the nanofibers deposited on the non-contacting insulating area show no wavy morphology. Our simple strategy can be used for precise tailoring of fiber orientation of the electrospun scaffolds in a desired tissue.

کلیدواژه‌ها [English]

  • electrospinning
  • nanofibers
  • fiber orientation
  • collector
  • insulator