Нановолокна — это полимерные нити только пару сотен нанометров в диаметре, но имеют они огромный диапазон возможных применений, от солнечных батарей до фильтрации воды на клеточном уровне. Однако, до сих пор, из-за высокой стоимости производства, они использовались лишь в немногих промышленных отраслях.
В последнем выпуске журнала Nanotechnology, MIT исследователи описывают новый метод , который еще в четыре раза повышает скорость производства нановолокон при одновременном снижении расхода энергии более чем на 90 процентов. Это гигантский шаг навстречу перспективе дешевого и эффективного производства нановолокон.
Стандартная техника для производства нановолокон называется электропрядением, и бывает оно двух видов. В первом полимерный раствор закачивается через небольшое сопло, а затем сильное электрическое поле расплющивает его. Процесс идет медленно, ведь количество сопел на единицу площади ограничена размером насосов. Во втором методе тоже применяется электричество, но требуются очень высокие напряжения, порядка 100 тысяч вольт. К тому же, поверхность волокна не получается ровной.
«Мы разработали способ получения нановолокон через электропрядение, и это больше, чем искусство», говорит Луис Фернандо Веласкес-Гарсия, главный научный сотрудник по микросистемной технике лабораторий MIT. «Этот способ открывает очень интересную возможность. Наша группа, как и многие другие, работает над расширением горизонтов для нового революционного способа — 3-D печати волокон, использующей обмен энергией между различными источниками. Например, чтобы Солнечная энергия преобразовывалась в электрическую или механическую. И у нас есть уже что-то, способное на такое. Есть массив излучателей, которые моли бы работать в качестве матричного принтера, где вы сможете индивидуально контролировать каждый излучатель непосредственно для объемной печати нановолокон».
Для практики нановолокна полезны прежде всего в тех сферах, где важна большая площадь соприкосновения. Из-за высокого значения площади соприкосновения с окружающей средой, можно локально увеличить силу света от Солнца или преобразовать ее в другие виды энергий. Нановолокна уже используются для изготовления солнечных батарей и электродов топливных элементов, которые катализируют на их поверхности химические реакции. Нановолокна также могут послужить основой для материалов, проницаемых только при очень малых масштабах, что делает их выгодными при конструировании водных фильтров и даже для такого удивительно прочного для их легкого веса вида амуниции, как бронежилет.
Источник: planet-today.ru
