Electrospinning technology enablesp

Electrospinning technology enables
production of continuous polymer
nanofibers from polymer solutions or
melts in high electric fields. When the
electric force on induced charges on
the polymer liquid overcomes surface
tension, a thin polymer jet is ejected.
The charged jet is elongated and accelerated
by the electric field, undergoes
a variety of instabilities, dries, and is
deposited on a substrate as a random
nanofiber mat. The first patent on the
process was awarded in 1934; however,
outside of the filter industry,
there was little interest in the electrospinning
or electrospun nanofibers, until
the mid-1990s (1). Since that time,
the process attracted rapidly growing
interest triggered by potential applications
of nanofibers in the nanotechnology.
The publication rate has nearly
doubled annually, reaching about 200
articles in 2003. Over a hundred synthetic
and natural polymers were electrospun
into fibers with diameters
ranging from a few nanometers to micrometers
(see the figure, panel A).
The main advantage of this topdown
nanomanufacturing process is
its relatively low cost compared to that
of most bottom-up methods. The resulting
nanofiber samples are often
uniform and do not require expensive
purification (panels B and C). Unlike
submicrometer-diameter whiskers, inorganic
nanorods, carbon nanotubes,
and nanowires, the electrospun nanofibers
are continuous. As a result, this
process has unique potential for costeffective
electromechanical control of
fiber placement and integrated manufacturing
of two- and three-dimensional
nanofiber assemblies. In addition,
the nanofiber continuity may
alleviate, at least in part, concerns
about the properties of small particles
(2). Nanofibers are expected to possess
high axial strength combined with
extreme flexibility. The nanofiber assemblies
may feature very high open
porosity coupled with remarkable specific
surface area. Yet, these assemblies
would possess excellent structural mechanical
properties. Uses of nanofibers
in composites, protective clothing, catalysis,
electronics, biomedicine (including
tissue engineering, implants,
membranes, and drug delivery), filtration,
agriculture, and other areas are
presently being developed. Clearly,
there is a growing interest in the process,
but the results reported to date
are centered mostly on the empirical
production and the proposed uses of
polymer nanofibers. At the same time,
thorough understanding of the mechanisms
of jet formation and motion is
needed for the development of robust
methods of process control. Analysis of
the electrospinning process is complicated
by electromechanical coupling,
nonlinear rheology, and unusual jet instabilities.
Some progress was recently
made on modeling of jet initiation (3,
4). Steady-state spinning was modeled
in the nonlinear rheologic regime important
for polymer jets (5, 6). Experimental
observations and modeling of
bending (or whipping) instability (7,
8) produced a major breakthrough in
process analysis. It substantially improved
our understanding of the jet
motion and removed an early controversy
in the electrospinning studies
over the interpretation of long–exposure
time images of the instability
process zone (1, 7, 8). It has been suggested
(7, 8) that bending instabilities
constitute a major mechanism responsible
for the rapid jet thinning in this
process. These instabilities are also responsible
for the resulting random
nanofiber orientation.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ช่วยให้เส้นใยนาโนเทคโนโลยีผลิตของพอลิเมอร์อย่างต่อเนื่องnanofibers จากพอลิเมอร์โซลูชั่น หรือละลายในไฟฟ้าสูง เมื่อการกำลังไฟฟ้าค่าธรรมเนียมอาจบนของเหลวของพอลิเมอร์ overcomes ผิวความตึงเครียด เจ็ทบางพอลิเมอร์ได้พุ่งออกมาการคิดค่าธรรมเนียมเจ็ทเป็นอีลองเกต และเร่งโดยสนามไฟฟ้า ทนี้หลากหลาย instabilities แห้ง และเป็นฝากบนพื้นผิวเป็นแบบสุ่มnanofiber พรม สิทธิบัตรแรกในการกระบวนการได้รับรางวัลใน 1934 อย่างไรก็ตามภายนอกของตัวกรองสนใจเล็กน้อยในเส้นใยนาโนมีelectrospun nanofibers หรือจนกว่าในกลางทศวรรษที่ 1990 (1) ตั้งแต่เวลากระบวนการดึงดูดการเติบโตอย่างรวดเร็วสนใจที่ทริกเกอร์ โดยโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นของ nanofibers นาโนเทคโนโลยีอัตราประกาศมีเกือบสองเท่าทุกปี ถึงประมาณ 200บทความใน 2003 กว่าร้อยสังเคราะห์และโพลิเมอร์ธรรมชาติ electrospunเป็นเส้นใยมีสมมาตรตั้งแต่กี่ nanometers คัลไมโครมิเตอร์แบบ(ดูตัวเลข แผง A)ประโยชน์หลักของแค่นี้กระบวนการ nanomanufacturingเปรียบเทียบกับค่อนข้างประหยัดวิธีการสายล่างสุด การส่งผลตัวอย่าง nanofiber มักยูนิฟอร์ม และไม่ต้องมีราคาแพงทำให้บริสุทธิ์ (แผง B และ C) ซึ่งแตกต่างจากเส้นผ่าศูนย์กลาง submicrometer หนวด อนินทรีย์nanorods คาร์บอน nanotubesและ nanowires, electrospun nanofibersได้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้น นี้กระบวนการที่มีศักยภาพเฉพาะสำหรับ costeffectiveelectromechanical control offiber placement and integrated manufacturingof two- and three-dimensionalnanofiber assemblies. In addition,the nanofiber continuity mayalleviate, at least in part, concernsabout the properties of small particles(2). Nanofibers are expected to possesshigh axial strength combined withextreme flexibility. The nanofiber assembliesmay feature very high openporosity coupled with remarkable specificsurface area. Yet, these assemblieswould possess excellent structural mechanicalproperties. Uses of nanofibersin composites, protective clothing, catalysis,electronics, biomedicine (includingtissue engineering, implants,membranes, and drug delivery), filtration,agriculture, and other areas arepresently being developed. Clearly,there is a growing interest in the process,but the results reported to dateare centered mostly on the empiricalproduction and the proposed uses ofpolymer nanofibers. At the same time,thorough understanding of the mechanismsof jet formation and motion isneeded for the development of robustmethods of process control. Analysis ofthe electrospinning process is complicatedby electromechanical coupling,nonlinear rheology, and unusual jet instabilities.Some progress was recentlymade on modeling of jet initiation (3,4). Steady-state spinning was modeledin the nonlinear rheologic regime importantfor polymer jets (5, 6). Experimentalobservations and modeling ofbending (or whipping) instability (7,8) produced a major breakthrough inprocess analysis. It substantially improvedour understanding of the jetmotion and removed an early controversyin the electrospinning studiesover the interpretation of long–exposuretime images of the instabilityprocess zone (1, 7, 8). It has been suggested(7, 8) that bending instabilitiesconstitute a major mechanism responsiblefor the rapid jet thinning in thisprocess. These instabilities are also responsiblefor the resulting randomnanofiber orientation.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เทคโนโลยีไฟฟ้าสถิตช่วยให้การผลิตของพอลิเมออย่างต่อเนื่อง
nanofibers
ลิเมอร์จากการแก้ปัญหาหรือละลายในสนามไฟฟ้าสูง เมื่อแรงไฟฟ้าในข้อหาเหนี่ยวนำให้เกิดในพอลิเมอของเหลวเอาชนะพื้นผิวตึงเครียดเจ็ทลีเมอร์บางๆ จะออกมา. เจ็ทเรียกเก็บจะยาวและเร่งโดยสนามไฟฟ้าที่ได้รับความหลากหลายของความไม่เสถียรแห้งและถูกวางลงบนพื้นผิวที่เป็นหนึ่งสุ่มเสื่อเส้นใยนาโน สิทธิบัตรครั้งแรกในขั้นตอนการได้รับรางวัลในปี 1934; แต่ด้านนอกของอุตสาหกรรมกรองมีความสนใจเล็กๆ น้อย ๆ ในไฟฟ้าสถิตหรืออิnanofibers จนกระทั่งกลางปี​​1990 (1) ตั้งแต่เวลานั้นกระบวนการดึงดูดเติบโตอย่างรวดเร็วที่น่าสนใจที่เกิดจากการใช้งานที่มีศักยภาพของnanofibers ในนาโนเทคโนโลยี. อัตราสิ่งพิมพ์ได้เกือบสองเท่าเป็นประจำทุกปีถึงประมาณ 200 บทความในปี 2003 กว่าร้อยสังเคราะห์โพลิเมอร์และธรรมชาติอิเป็นเส้นใยที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่นาโนเมตรเพื่อไมโครเมตร(ดูรูปที่แผง A). ประโยชน์หลักของ topdown นี้กระบวนการนาโนเป็นค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับที่มากที่สุดวิธีการด้านล่างขึ้น ส่งผลให้กลุ่มตัวอย่างเส้นใยนาโนมักจะเหมือนกันและไม่จำเป็นต้องมีราคาแพงทำให้บริสุทธิ์(แผง B และ C) ซึ่งแตกต่างจากเครา submicrometer เส้นผ่าศูนย์กลางอนินทรีแท่งนาโน, ท่อนาโนคาร์บอน, และ nanowires, nanofibers อิมีอย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้นี้กระบวนการมีศักยภาพที่ไม่ซ้ำกันสำหรับ costeffective ควบคุมไฟฟ้าของการจัดวางเส้นใยและการผลิตแบบบูรณาการของสองและสามมิติเส้นใยนาโนประกอบ นอกจากนี้ยังมีความต่อเนื่องเส้นใยนาโนอาจบรรเทาอย่างน้อยในส่วนความกังวลเกี่ยวกับคุณสมบัติของอนุภาคขนาดเล็ก(2) nanofibers ที่คาดว่าจะมีความแข็งแรงตามแนวแกนสูงรวมกับความยืดหยุ่นมาก ประกอบเส้นใยนาโนอาจมีเปิดสูงมากพรุนควบคู่ไปกับการที่โดดเด่นเฉพาะพื้นที่ผิว แต่ส่วนประกอบเหล่านี้จะมีโครงสร้างที่ดีเยี่ยมกลคุณสมบัติ การใช้ประโยชน์จากเส้นใยนาโนในคอมโพสิตและชุดป้องกัน, การเร่งปฏิกิริยา, อิเล็กทรอนิกส์ biomedicine (รวมถึงวิศวกรรมเนื้อเยื่อ, การปลูกถ่ายเยื่อและการส่งมอบยาเสพติด) กรองการเกษตรและพื้นที่อื่นๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันได้รับการพัฒนา เห็นได้ชัดว่ามีความสนใจที่เพิ่มขึ้นในกระบวนการแต่ผลที่ได้ไปรายงานตัววันที่จะอยู่ตรงกลางส่วนใหญ่ในการทดลองการผลิตและการใช้เสนอของเส้นใยนาโนพอลิเมอ ในเวลาเดียวกัน, ความเข้าใจในกลไกของการก่อเจ็ทและการเคลื่อนไหวเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาที่มีประสิทธิภาพวิธีการในการควบคุมกระบวนการผลิต การวิเคราะห์กระบวนการไฟฟ้าสถิตมีความซับซ้อนโดยการมีเพศสัมพันธ์ไฟฟ้าไหลไม่เชิงเส้นและไม่เสถียรเจ็ทที่ผิดปกติ. ความคืบหน้าบางคนเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับการทำในการสร้างแบบจำลองของการเริ่มต้นเจ็ท(3, 4) ปั่นมั่นคงของรัฐที่เป็นแบบอย่างในระบอบการปกครองที่ไม่เป็นเชิงเส้น rheologic สำคัญสำหรับเครื่องบินไอพ่นลิเมอร์(5, 6) การทดลองการสังเกตและการสร้างแบบจำลองของการดัด(หรือวิปปิ้ง) ความไม่แน่นอน (7, 8) ผลิตเป็นก้าวสำคัญในการวิเคราะห์กระบวนการ มันปรับปรุงอย่างมากความเข้าใจของเราเจ็ทการเคลื่อนไหวและลบออกขัดแย้งต้นในการศึกษาไฟฟ้าสถิตมากกว่าการตีความของระยะการเปิดรับภาพเวลาของความไม่แน่นอนโซนกระบวนการ(1, 7, 8) มันได้รับการแนะนำ(7, 8) ที่ไม่เสถียรดัดเป็นกลไกที่สำคัญมีความรับผิดชอบสำหรับการทำให้ผอมบางเจ็ทอย่างรวดเร็วในกระบวนการ ไม่เสถียรเหล่านี้ยังมีความรับผิดชอบสำหรับการสุ่มส่งผลให้การวางแนวทางเส้นใยนาโน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เทคโนโลยีการผลิตเส้นใยนาโนโพลิเมอร์ให้


ต่อเนื่องจากโพลิเมอร์เหลวหรือละลายในสนามไฟฟ้าสูง เมื่อไฟฟ้าเหนี่ยวนำในข้อหาบังคับ

พอลิเมอร์เหลวเอาชนะแรงตึงผิว
, เจ็ทบางโพลิเมอร์ออก .

และคิดค่าเครื่องบินยาวเร่งโดยสนามไฟฟ้าทนี้
ความหลากหลายของความไม่มั่นคง แห้งและ
ฝากบนพื้นผิวเป็นแบบสุ่ม
นาโนไฟเบอร์เสื่อ สิทธิบัตรแรกบน
กระบวนการได้รับรางวัลในปี 1934 ; อย่างไรก็ตาม ,
นอกอุตสาหกรรมกรอง
มีความสนใจน้อยในเส้นใยเส้นใยนาโน

หรือ จนกระทั่งช่วง ( 1 ) ตั้งแต่เวลานั้น
กระบวนการเติบโตอย่างรวดเร็วดึงดูดความสนใจโดยการกระตุ้นศักยภาพ


ของเส้นใยในนาโนเทคโนโลยี