Nanolif nedir üretim yöntemleri nelerdir? Gibi soruların ayrıntılarını haberimizde sizler için araştırdık...

Nanolif nedir?

Nanolif ya da nanofiber, lif çapı nanometre (nanometre=10−9 metre) ölçeğinde olan, insan saçından yaklaşık bin kat daha ince olan liflerdir. Liflerle ilgili olarak ‘nano’ sözcüğü, lifin ne kadar ince olduğunu belirtir. Bugün, var olan lif yapma teknikleriyle bir mikronun altında çapta lif yapmak mümkün olmadığından, araştırmalarda “bir mikronun altındaki çapta lifler” nanolif sayılmaktadır.

Nanolif Nedir Nanolif Üretim Yöntemleri Nelerdir (1)

Bu lifleri yapmak için son teknolojilerden biri elektro-üretim (elektroeğirme veya elektrospinning) yöntemidir. Nanoliflerin çok kısa sürede yaşamın birçok yönüne dahil olacağını gösteren birçok uygulama vardır. Polimer temelli nanoliflerin yapımı için en etkili ve basit yöntem elektro-üretim (electrospinning) yöntemidir. Ayrıca özel çekme yöntemleri ve gaz-buharı (vapor-grown) yöntemleriyle de nanolif yapılabilir. Nanoliflerin kullanıldığı yerler arasında filtreleme uygulamaları, pil ayırıcıları, yara kaplayıcılar, dış duvar kaplamaları, hava geçiren zar kaplama uygulamaları gibi alanlar yer almaktadır.

Ahmet Kaya neden yurt dışına gitti? Suçu ne? Ahmet Kaya neden yurt dışına gitti? Suçu ne?

Nanolif Nedir Nanolif Üretim Yöntemleri Nelerdir (2)

Nanolif üretim yöntemleri nelerdir?

Nanolifler, bir mikrondan küçük çaplı lifler olarak tanımlanabilir. Bu liflerden oluşan gözenekli ve yüksek yüzey alanlı yüzeyler, çeşitli özellikleri nedeniyle birçok alanda kullanılabilir.

Nanolif üretimi için kullanılan yöntemler şunlardır:

Elektrospinning: Bu yöntemde, polimer eriyiği veya çözeltisi, yüksek elektrik gerilimi ile ince bir jet şeklinde çıkartılır ve bir toplayıcı yüzeye doğru ilerler. Bu esnada polimer jeti incecik liflere bölünür ve nanometre boyutunda çaplı lifler oluşur.

Çözeltiden üfleme: Bu yöntemde, polimer çözeltisi, yüksek basınçlı hava ile buluşturularak nanolif oluşturulur. Sistem, şırınga pompası, şırınga, düze, basınçlı hava kaynağı, güç kaynağı ve toplayıcı yüzeyden oluşur.

Çift bileşenli lif eğirme: Bu yöntemde, iki farklı polimer, bağlı olduğu iki ekstruder ile aynı anda eğirilir ve bir düze ile nanolif haline getirilir. Bu yöntemle, değişik özelliklere sahip nanolifler üretilebilir. Santrifüjlü eğirme: Bu yöntemde, polimer eriyiği veya çözeltisi, hızla dönen bir silindire verilir ve silindirin yüzeyinden çıkan polimer jetleri, santrifüj kuvveti ile nanolif haline gelir. Bu yöntemle, yüksek verimli nanolif üretilebilir.

Fibrilasyon: Bu yöntemde, selülozik lifler, ince lifler halinde fibrilasyona tabi tutularak nanolifler elde edilir. Fibrilasyona tabi tutulan selülozik liflerden, ince, hidrofil, mikro gözenekli yüzeyler elde edilir ve bunlar, mikrobiyolojik alanda uygulama imkanı sunan filtrelerin yapımında kullanılabilir.

Gaz-buharı yöntemi: Bu yöntemde, karbon nanotüpler gibi bazı nanolifler, gaz halindeki karbon kaynaklarının metal katalizörler üzerinde yüksek sıcaklıkta büyütülmesi ile üretilir. Bu yöntemle, çok uzun ve düzgün nanolifler elde edilebilir.

Nanolif Nedir Nanolif Üretim Yöntemleri Nelerdir (3)

Nanolif kullanım alanları

Nanolifler, bir mikrondan daha küçük çaplı çok ince liflerdir. Nanoliflerin pek çok faydalı özelliği vardır, mesela yüksek yüzey alanı, yüksek dayanıklılık, yüksek esneklik, yüksek elektriksel iletkenlik ve yüksek biyouyumluluk. Nanoliflerin şu alanlarda kullanılması mümkündür:

Filtrasyon: Nanolifler, hava veya sıvı içindeki kirletici maddeleri yakalamak için filtre malzemesi olarak kullanılabilir. Nanoliflerin küçük gözenek boyutu ve yüksek yüzey alanı, filtre etkinliğini yükseltir. Nanolifler, hava filtreleri, su filtreleri, maskeler, koruyucu kıyafetler, gaz sensörleri gibi uygulamalarda kullanılabilir.

Batarya separatörleri: Nanolifler, bataryalarda elektrotlar arasında bir engel oluşturan separatör malzemesi olarak kullanılabilir. Nanoliflerin yüksek elektriksel iletkenliği, batarya performansını ve güvenliğini yükseltir. Nanolifler, lityum-iyon bataryalar, süper kapasitörler, yakıt hücreleri gibi uygulamalarda kullanılabilir.

Yara örtücüler: Nanolifler, yaraların daha hızlı iyileşmesini sağlamak ve enfeksiyon riskini düşürmek için yara örtücü malzemesi olarak kullanılabilir. Nanoliflerin yüksek biyouyumluluğu, yara ile uyumlu bir ortam oluşturur. Nanolifler, antibakteriyel, anti-inflamatuar, hemostatik, rejeneratif özellikler içeren yara örtücüleri, bandajlar, alçılar gibi uygulamalarda kullanılabilir.

Dış cephe kaplamaları: Nanolifler, binaların dış yüzeylerini örterek malzeme olarak kullanılabilir. Nanoliflerin yüksek dayanıklılığı, esnekliği ve ısı yalıtımı özelliği, binaları çevresel faktörlere karşı korur. Nanolifler, kendini temizleyen, renk değiştiren, güneş enerjisi toplayan, ışık saçan gibi akıllı dış cephe kaplamaları olarak kullanılabilir.

Nefes alabilir membran kaplama uygulamaları: Nanolifler, tekstil ürünlerinin yüzeyine kaplanarak nefes alabilir membran meydana getirmek için kullanılabilir. Nanoliflerin küçük gözenek boyutu, su buharının geçmesine müsaade ederken, su damlacıklarının ve rüzgarın geçmesini önler. Nanolifler, spor giyim, outdoor giyim, askeri giyim, tıbbi giyim gibi uygulamalarda kullanılabilir. 

Nanolif Nedir Nanolif Üretim Yöntemleri Nelerdir (4)

Nanofiber lifin inceliği kaç dpf?

Nanofiber liflerin ne kadar ince olduğu, lifin çapının nanometre birimiyle ölçülerek belirlenir. Nanofiber lifler, bir insan saçı telinin binde biri kalınlığında olan, ortalama lif çapları nanometreler (nanometre=10 −9 metre) düzeyinde olan liflerdir. Nanofiber liflerin yapımında en uygun ve basit yöntem elektro-üretim (electrospinning) yöntemidir.

Dpf (denier per filament), lifin kalınlığını gösteren bir ölçü birimidir. Dpf, 9000 metre boyundaki bir lifin gram olarak kütlesidir. Mesela, 9000 metre boyundaki bir lif 1 gram geliyorsa, bu lifin dpf değeri 1’dir. Dpf değeri ne kadar düşükse, lif o kadar kalın değildir. Nanofiber liflerin dpf değerleri, lif çaplarına göre farklılık gösterebilir. Ortalama lif çapı 1 mikron (1000 nanometre) olan bir nanofiber lifin dpf değeri yaklaşık olarak 0.11’dir. Ortalama lif çapı 100 nanometre olan bir nanofiber lifin dpf değeri ise yaklaşık olarak 0.0011’dir.

Kaynak: Haber Merkezi