نانوالیاف

به طورکلی الیاف به سه دسته الیاف معمولی، الیاف میکرونی و نانوالیاف طبقه بندی میشوند. طبق تعریف الیاف دستهای از مواد هستند که به صورت فیلامنتهای مداوم بوده یا در طولهای مشخصی بریده شدهاند. خاصیت اصلی الیاف نسبت طول به قطر بسیار بالا میباشد. الیاف میکرونی الیافی هستند که در آن ها رشتهها کمتر از یک دنیربه صورت جرم در واحد گرم بر ۹۰۰۰ متر کمتر از یک میکرومتر را نانوالیاف مینامند. این الیاف با طول های نسبتاً کوتاه چند میکرونی و با قطر کم تر از ۵۰۰ نانومتر مانند نانو سیم هاازانواع ساختارهای تک بعدی می باشند. به طورکلی چندین روش برای تولید نانوالیاف وجود دارد که برخی از آن ها شامل روش کشش، جداسازی الیاف چندجزئی، روش قالب، دمش، جدایش فازی، خودآرایی ماکرومولکولها، الکتروریسی و غیره می باشد.ریسنای تولید الیاف پلیمری با قطر زیر نانومتری است که ایده ستفاده کرد. در این میان نتایج تحقیقات صورت گرفته توسط محققین فعال در حوضه فناوری تولید نانوالیاف حاکی از برتری فرایند الکتروریسی نسبت به سایر روشها میباشد. فرایند الکتروریسی از لحاظ سرعت تولید، تنوع، پیوستگی، سادگی، هزینه و تجاری سازی بر سایر روشها ارجح تر می باشد.تاکنون بیش از ۱۰۰ نوع ماده پلیمری، کوپلیمری، و مواد کامپوزیتی توسط این فرایند با موفقیت به نانوالیاف تبدیل شده است.
نانوالیاف آرایش یافته
نانوالیاف بافته شده
نانوالیاف هیبریدی دو یا چندجزئی
نانوالیاف هسته- پوسته
نانوالیاف سرامیکی
نانوالیاف توخالی
نانوالیاف نواری شکل
نانوالیاف متشکل از دانه های تسبیه
نانوالیاف متخلخل
قطر الیاف نانو به پارامترهای مختلفی مانند غلظت پلیمر، ولتاژ الکتریکی اعمال شده، فاصله، دبی، دما، رطوبت محیط، ویسکوزیته، قطر سوزن و نوع جمع کننده بستگی دارد. لایهای که توسط نانوالیاف تولید میشود دارای خواص متمایز نسبت به سایر بیبافتها میباشد زیرا با کمترین جرم بیشترین میزان لایه و سطح تولید میگردد به طوریکه تنها با یک گرم پلیمر میتوان ۳۲۰۰۰ کیلومتر الیاف ۱۰۰ نانومتری تولید کرد؛ بنابراین به راحتی میتوان به اهمیت استفاده از نانوالیاف در کاربردهایی نظیر فیلتراسیون، لباس های محافظ، غشاءها، پایه های کاتالیست و نیز داربست های مهندسی بافت پی برد. نانو الیاف معدنی در زیست فیلتراسیون برای آلودگی زدایی به کار می رود. علاوه بر این از آنجایی که در فرآیندهای الکتروریسی امکان اضافه کردن بسیاری از مواد به محلول الکتروریسی وجود دارد بنابراین میتوان انواع نانوالیاف عامل دار را جهت کاربردهای ویژه طراحی کرد. با تغییر شرایط عملیاتی یا فرآیندی و نیز افزودن برخی تجهیزات به سامانه های الکتروریسی میتوان انواع نانوالیاف را تولید کرد که در این زمینه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
امروزه نانوالیاف به عنوان یکی از مهم ترین محصولات فناوری نانو در بسیاری از حوزه ها به ویژه در حوزه های پزشکی، دارویی و بهداشتی (مهندسی بافت، ماسک ها و فیلترهای پزشکی، پوشش های زخم، سامانه های کنترل شده رهش و غیره)، صنعتی شامل صنایع دفاعی و امنیتی، صنایع جداسازی و فیلتراسیون، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ و پوشش، صنایع نساجی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع هوافضا، صنایع خودروسازی، صنایع ساختمان، صنایع غذایی، فناوری اطلاعات و ارتباطات، تولید و ذخیره سازی انرژی و نیز بهینه سازی مصرف انرژی (پیل های خورشیدی، پیل های سوختی، باطری های پلیمری و غیره)، صنایع نانوکامپوزیت و نانوالیاف کربن، انواع حسگرهای زیستی و شیمیایی، حوزه های مرتبط با زیست فناوری، محیط زیست، کشاورزی و غیره کاربردهای زیادی پیدا نموده اند.
نانو الیاف در مقایسه با الیاف معمولی و پلیمرهای توده خواص مکانیکی و حرارتی منحصر به فرد و بالایی دارند. که این ناشی از مساحت سطح ویژه زیاد و مورفولوژی سطح آنهاست. که این امر منجر به فعالیت های تحقیقاتی عظیمی برای کاربردهای پیشرفته شده است. نانو الیاف به شکل حصیر بافته نشده یک شبکه اتصال داخلی تشکیل می دهند و به همین دلیل است که خواص را به روش های مختلف بالا می برد، نظیر :