p Pesquisadores da NC State usam o método de cisalhamento para criar nanofibras de polímero em líquido. Crédito:Orlin Velev, NC State University.
p A criação de grandes quantidades de nanofibras de polímero dispersas em líquido é um desafio que incomoda os pesquisadores há anos. Mas engenheiros e pesquisadores da North Carolina State University e uma de suas empresas iniciantes já relataram um método que pode produzir quantidades sem precedentes de nanofibras de polímero, que têm aplicações potenciais em filtração, baterias e andaimes celulares. p Em um artigo publicado online em
Materiais avançados , os pesquisadores da NC State e colegas da indústria, incluindo a empresa start-up da NC State Xanofi, descrever o método que lhes permite fabricar nanofibras de polímero em escala maciça.
p O método - aperfeiçoado após quase uma década de sucesso crescente na produção de micro e nanopartículas de diferentes formatos - funciona tão simplesmente quanto jogar uma solução líquida de um polímero em um copo contendo um cilindro giratório. A glicerina - um líquido comum e seguro que tem muitos usos - é usada para cisalhar a solução de polímero dentro do copo junto com um anti-solvente como água. Quando você tira o cilindro giratório, diz o Dr. Orlin Velev, Professor Invista de Engenharia Química e Biomolecular na NC State e o autor correspondente do artigo que descreve a pesquisa, você encontra um tapete de nanofibras enrolado nele.
p Quando eles começaram a investigar o processo de cisalhamento de líquido, os pesquisadores criaram microrods de polímero, que poderia ter várias aplicações úteis em espumas e produtos de consumo. "Contudo, ao investigar o processo de cisalhamento, descobrimos algo estranho. Descobrimos que essas hastes eram na verdade apenas pedaços de fibras "quebradas", "Velev disse." Nós não tínhamos as condições perfeitamente definidas naquela época. Se você tiver as condições certas, as fibras não quebram. "
p A NC State patenteou o processo de cisalhamento líquido em 2006 e em uma série de patentes subsequentes, enquanto Velev e seus colegas continuaram a trabalhar para aperfeiçoar o processo e seu resultado. Primeiro, eles criaram microfibras e nanofitas enquanto investigavam o processo. "Microfibras, nanorods e nanofitas são interessantes e potencialmente úteis, mas você realmente quer nanofibras, "Velev disse." Conseguimos isso durante a ampliação e comercialização da tecnologia. "
p Velev se envolveu com o Escritório de Transferência de Tecnologia do Estado da NC e com o programa TEC (The Entrepreneurship Collaborative) da universidade para comercializar as descobertas. Eles trabalharam com o experiente empresário Miles Wright para abrir uma empresa chamada Xanofi para promover a busca por nanofibras e a maneira mais eficiente de fazer grandes quantidades delas.
p "Agora podemos criar quilogramas de nanofibras por hora usando este processo simples de fluxo contínuo, que quando ampliado se torna um 'jorro de nanofibra, '", Disse Velev." Dependendo das concentrações de líquidos, polímeros e anti-solventes, você pode criar vários tipos de nanomateriais de diferentes formas e tamanhos. "
p "Grandes quantidades são fundamentais na nanofabricação, então, qualquer coisa escalonável é importante, "disse Wright, o CEO da Xanofi e um co-autor do artigo. “Quando produzimos as nanofibras via fluxo contínuo, obtemos exatamente as mesmas nanofibras que você obteria se estivesse produzindo pequenas quantidades delas. A fabricação desses materiais em líquido é vantajosa porque você pode criar substratos de nanofibras verdadeiramente tridimensionais com muito, área de superfície geral muito alta. Isso leva a muitos produtos aprimorados, desde filtros a estruturas celulares, bioinks imprimíveis, separadores de bateria, além de muitos mais. "