Combinar duas tecnologias gêmeas – eletrofiação e eletropulverização – para fabricar novos nanomateriais é uma área urgente de pesquisa para cientistas de materiais e engenheiros biomédicos, de acordo com um novo artigo do professor Hu Jinlian da City University of Hong Kong (CityUHK) publicado em Matéria .



O sinergismo de eletrofiação e eletropulverização (ESS) pode impactar positivamente diversos setores, desde bioengenharia e tecnologia têxtil até tratamento médico, tecnologia de defesa, fabricação inteligente até conversão de energia, argumenta o professor Hu, que pesquisa eletrofiação, eletropulverização, nanofibras, nanomateriais, saúde humana e membranas funcionais .

"Esta tecnologia ESS altamente integrada tem recebido grande atenção dos cientistas na última década, mas enfrentamos agora um período crítico de estrangulamento e vemos problemas ocultos devido ao rápido desenvolvimento ao longo da última década", explica o Professor Hu, que é o Diretor do Laboratório de Materiais Vestíveis para Saúde e tem um cargo conjunto no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais e no Departamento de Engenharia Biomédica da CityUHK.

A tecnologia EES tem vantagens incomparáveis ​​sobre outras tecnologias de preparação de materiais micro-nano. Oferece a redução das etapas necessárias em tecnologias de preparação de materiais micro-nano, como impressão 3D, litografia ou outros métodos químicos; fornece excelente controlabilidade de diâmetro, orientação, morfologia, densidade, tamanho de poro e propriedades químicas de nanofibras; e realiza a combinação perfeita de fibra 1D e micro-nano partículas 0D/3D.

Contudo, os desafios são muitos. Incluem a necessidade de generalização, resumo e classificação mais sistemáticos, e a desconexão entre a comunidade de investigação e a indústria.

Hu argumenta que o foco da pesquisa em andamento na combinação de mecanismos de eletrofiação e eletropulverização tende a evitar a questão da sinergia dos dois processos e, em vez disso, destaca as duas tecnologias separadas, encobrindo as vantagens que podem ser capturadas pela possível coordenação e cooperação entre os dois.

"Se o conceito de tecnologia EES puder ser generalizado, sem dúvida dará aos cientistas novas ideias e inspirará muitos estudos. Por sua vez, também poderá promover vigorosamente a iteração e atualização da tecnologia EES", argumenta o professor Hu.

O assunto o artigo "Sinergismo de eletrofiação e eletropulverização:colaboração entre tecnologia de gêmeos entre dimensões" explica que a eletropulverização e a eletrofiação são processos fundamentalmente semelhantes. No entanto, existem diferenças.

"A tecnologia de fiação eletrônica é frequentemente usada como método de construção da estrutura principal. Deve-se notar que a tecnologia de fiação eletrônica às vezes pode ser usada para fins de modificação ou regulação de superfície. A tecnologia de pulverização eletrônica é geralmente usada como meio de controle ou modificação das propriedades dos materiais", diz o professor Hu.

Então, o que o EES criará no futuro?

Primeiro, a tecnologia EES enriquecerá significativamente a preparação de materiais compósitos micro-nano. Será possível preparar estruturas complexas e difíceis de obter pelos métodos químicos tradicionais, essenciais na catálise, carregamento de fármacos e detecção biológica.

Em segundo lugar, a tecnologia EES irá revolucionar o campo do vestuário funcional. Dar funções especiais ao vestuário, como impermeabilização, resfriamento/aquecimento, anti-ultravioleta, detecção de saúde, etc., se tornará uma tendência de desenvolvimento de commodities.

Além disso, linhas de montagem industrial de equipamentos EES entrarão na fábrica e completarão as cadeias de abastecimento, enquanto canais de vendas aparecerão gradativamente.

Utilizando os dois processos em conjunto e não separadamente, os pesquisadores podem contribuir para diversas áreas, por exemplo, na área do meio ambiente, por meio da purificação, recuperação e reutilização de recursos hídricos utilizando materiais de membrana porosa.

Além de purificar a água poluída, as membranas de nanofibras baseadas na estratégia EES podem ser utilizadas para a recolha de água, convertendo diretamente o vapor de água do ambiente em água limpa. Também são possíveis aplicações de EES na utilização de energia, saúde humana e membranas funcionais.

"A tecnologia EES tornou-se um meio importante de preparação de materiais funcionais compósitos em micro-nanoescala nos últimos 20 anos. Este é um período crítico para sua capacidade de superar grandes desafios e avançar em direção ao sucesso futuro. Deveríamos ter uma sociedade aberta, empreendedora e inovadora mentalidade para promover a próxima rodada da revolução tecnológica EES", conclui o professor Hu.

Mais informações: Importante (2024). DOI:10.1016/j.matt.2024.01.009
Informações do diário: Matéria

Fornecido pela Universidade Municipal de Hong Kong