Secondo un nuovo articolo del professor Hu Jinlian della City University di Hong Kong (CityUHK) pubblicato su , la combinazione di due tecnologie gemelle, l'elettrofilatura e l'elettrospray, per fabbricare nuovi nanomateriali è un'area di ricerca urgente per scienziati dei materiali e ingegneri biomedici. Materia .
L'elettrofilatura e il sinergismo di elettrospray (ESS) possono avere un impatto positivo su diversi settori, dalla bioingegneria e tecnologia tessile alle cure mediche, alla tecnologia di difesa, dalla produzione intelligente alla conversione dell'energia, sostiene il professor Hu, che ricerca elettrofilatura, elettrospray, nanofibre, nanomateriali, salute umana e membrane funzionali .
"Questa tecnologia ESS altamente integrata ha ricevuto grande attenzione da parte degli scienziati nell'ultimo decennio, ma ora ci troviamo di fronte a un periodo critico di colli di bottiglia e vediamo problemi nascosti a causa del rapido sviluppo avvenuto nell'ultimo decennio," spiega il professor Hu, che è il direttore dell'ESS Laboratory of Wearable Materials for Healthcare e ricopre un incarico congiunto presso il Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali e il Dipartimento di ingegneria biomedica della CityUHK.
La tecnologia EES presenta vantaggi incomparabili rispetto ad altre tecnologie di preparazione dei materiali micro-nano. Offre la riduzione dei passaggi necessari nelle tecnologie di preparazione dei materiali micro-nano, come la stampa 3D, la litografia o altri metodi chimici; fornisce un'eccellente controllabilità del diametro, dell'orientamento, della morfologia, della densità, della dimensione dei pori e delle proprietà chimiche delle nanofibre; e realizza la combinazione perfetta di fibra 1D e micro-nanoparticelle 0D/3D.
Tuttavia, le sfide sono molte. Includono la necessità di una generalizzazione, sintesi e classificazione più sistematiche e la disconnessione tra la comunità di ricerca e l'industria.
Hu sostiene che il focus della ricerca in corso sulla combinazione dei meccanismi di elettrofilatura ed elettrospraying tende ad evitare il problema della sinergia dei due processi e mette invece in risalto le due tecnologie separate, sorvolando sui vantaggi che possono essere colti dalla possibile coordinazione e cooperazione tra i meccanismi due.
"Se il concetto di tecnologia EES potesse essere generalizzato, ciò fornirebbe senza dubbio agli scienziati nuove idee e ispirerebbe molti studi. A sua volta, potrebbe anche promuovere vigorosamente l'iterazione e l'aggiornamento della tecnologia EES", sostiene il professor Hu.
La questione l'articolo "Sinergismo di elettrofilatura ed elettrospray:collaborazione tecnologica tra gemelli attraverso le dimensioni" spiega che l'elettrospray e l'elettrospinning sono processi fondamentalmente simili. Tuttavia, ci sono delle differenze.
"La tecnologia E-spinning è spesso utilizzata come metodo di costruzione della struttura principale. Va notato che la tecnologia E-spinning può talvolta essere utilizzata per scopi di modifica o regolazione della superficie. La tecnologia E-spray è generalmente utilizzata come mezzo di controllo o modifica delle proprietà dei materiali", afferma il professor Hu.
Innanzitutto, la tecnologia EES arricchirà in modo significativo la preparazione di materiali compositi micro-nano. Sarà possibile preparare strutture complesse difficili da ottenere con i metodi chimici tradizionali, il che è essenziale nella catalisi, nel caricamento dei farmaci e nel rilevamento biologico.
In secondo luogo, la tecnologia EES rivoluzionerà il campo dell’abbigliamento funzionale. Dotare l'abbigliamento di funzioni speciali, come impermeabilizzazione, raffreddamento/riscaldamento, anti-ultravioletti, rilevamento della salute, ecc., diventerà una tendenza nello sviluppo delle materie prime.
Inoltre, le linee di assemblaggio industriale delle apparecchiature EES entreranno nello stabilimento e completeranno le catene di fornitura, mentre appariranno gradualmente canali di vendita.
Utilizzando i due processi insieme anziché separatamente, i ricercatori possono contribuire a diversi campi, ad esempio in quello dell'ambiente naturale, attraverso la purificazione, il recupero e il riutilizzo delle risorse idriche utilizzando materiali a membrana porosa.
Oltre a purificare l’acqua inquinata, le membrane in nanofibra basate sulla strategia EES possono essere utilizzate per la raccolta dell’acqua, convertendo direttamente il vapore acqueo dall’ambiente in acqua pulita. Sono possibili anche applicazioni dell'EES nell'utilizzo dell'energia, nella salute umana e nelle membrane funzionali.
"La tecnologia EES è diventata un mezzo importante per preparare materiali funzionali compositi su scala micro-nano negli ultimi 20 anni. Questo è un periodo critico per la sua capacità di superare le sfide più importanti e avanzare verso il successo futuro. Dovremmo avere un'azienda aperta, intraprendente e innovativa mentalità per promuovere il prossimo round della rivoluzione tecnologica EES", conclude il professor Hu.
Ulteriori informazioni: Materia (2024). DOI:10.1016/j.matt.2024.01.009
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Fornito dalla City University of Hong Kong
