НИТУ МИСИС показал работу электропрядильной системы TL-ULTRA для получения нановолоконных материалов
Университет науки и технологий МИСИС опубликовал образовательное видео о работе электропрядильной системы TL-ULTRA. В материале специалисты университета показывают, как выполняется получение нановолоконной мембраны методом электроспиннинга: от подготовки раствора и настройки параметров до наблюдения за процессом формирования волокон.
Для «ГК Гермес» этот пример особенно важен: поставленное оборудование используется не как демонстрационный образец, а как рабочий инструмент в научной среде. Система TL-ULTRA помогает решать исследовательские задачи, связанные с разработкой современных функциональных материалов, и становится частью лабораторной инфраструктуры одного из ведущих технических университетов страны.
Электроспиннинг как инструмент современной науки
Метод электроспиннинга применяется для получения нано- и микроволокон из полимерных растворов. Под действием электрического поля формирующая жидкость вытягивается в тонкую струю, растворитель испаряется, а на коллекторе осаждаются сухие волокна. В результате образуется волоконный материал, который по структуре может напоминать мембрану, ткань или плотную сетку.
Такие материалы востребованы в разных направлениях исследований: биомедицинской инженерии, тканевой инженерии, разработке фильтрационных мембран, функциональных покрытий, биотекстиля, материалов для аккумуляторных батарей и других прикладных задач. Технология позволяет получать волоконные матриксы с заданной морфологией и структурой, что особенно важно для научных лабораторий и центров разработки новых материалов.
Система TL-ULTRA предназначена для высокоточного получения волоконных матриксов методом электроспиннинга. Установка позволяет работать с широким спектром полимерных систем, включая синтетические, природные, биосовместимые и биоразлагаемые материалы. Это даёт исследователям возможность не только получать образцы, но и управлять их структурой под конкретную задачу.
Что показано в видео
В опубликованном материале подробно разобран полный цикл работы с установкой. Сначала рассматривается подготовка формующего раствора: концентрация полимера, тип растворителя и вязкость напрямую влияют на стабильность процесса и морфологию будущих волокон. Затем раствор загружается в шприц, который устанавливается в насос системы TL-ULTRA.
После подготовки задаются основные параметры процесса: скорость подачи раствора, расстояние между иглой и коллектором, величина приложенного напряжения, а также условия рабочей среды. После запуска высоковольтного источника начинается процесс электроформирования: на кончике иглы формируется заряженная капля, затем конус Тейлора, после чего из него выходит тонкая струя полимерного раствора.
Именно на этапе растяжения струи происходит формирование нановолокна. Пока струя движется к коллектору, растворитель испаряется, а волокна осаждаются на приёмной поверхности. В зависимости от типа коллектора и заданных параметров можно получать как хаотически ориентированные, так и упорядоченные волоконные структуры.
Почему важна точная настройка процесса
Электроспиннинг — чувствительный технологический процесс, в котором итоговая структура материала зависит от совокупности параметров. На морфологию волокон влияют напряжение, скорость подачи раствора, расстояние до коллектора, размер иглы, тип шприца, скорость вращения коллектора, температура и относительная влажность.
Изменение напряжения влияет на растяжение струи и может менять диаметр волокон. Расстояние между иглой и коллектором определяет, успеет ли растворитель испариться до осаждения материала. Скорость подачи раствора влияет на стабильность конуса Тейлора и равномерность процесса. Температура и влажность воздействуют на вязкость раствора и скорость испарения растворителя.
Для научных исследований это имеет принципиальное значение. Если лаборатория изучает механические свойства материала, его фильтрующую способность, биосовместимость или возможность доставки активных веществ, образцы должны быть воспроизводимыми. Поэтому важно не только получить волокна, но и точно фиксировать параметры процесса, чтобы повторять результат от образца к образцу.
Возможности TL-ULTRA для исследовательских задач
TL-ULTRA относится к лабораторным электропрядильным системам, рассчитанным на гибкую настройку эксперимента. Установка может использоваться для получения пористых мембран с высокой удельной площадью поверхности, ориентированных и неориентированных волоконных структур, нано- и микроволокон с контролируемым диаметром, а также материалов с функциональными добавками.
В образовательном видео также показаны основные узлы системы: высоковольтный источник, многоканальный шприцевой насос, коллектор, рабочая камера и интерфейс настройки параметров. Такая конфигурация позволяет исследователям адаптировать процесс под разные материалы и задачи — от получения базовых образцов до разработки функциональных волоконных структур.
Благодаря широким возможностям настройки TL-ULTRA может применяться при создании мембран, волоконных матриксов, биомедицинских материалов, экспериментальных покрытий и образцов для дальнейших испытаний.
Оборудование как часть научной инфраструктуры
Пример МИСИС показывает, что современное лабораторное оборудование играет важную роль не только на этапе проведения эксперимента, но и в развитии научных компетенций. Видео позволяет увидеть реальную работу с системой: как выбираются параметры, как контролируется процесс, какие факторы учитываются при получении стабильной нановолоконной мембраны.
Для исследовательских коллективов такие материалы особенно полезны, потому что демонстрируют не абстрактные характеристики оборудования, а практическую логику его применения. Это помогает лучше понять возможности метода электроспиннинга и требования к организации эксперимента.
Для ГК «Гермес» такие проекты являются подтверждением того, что поставляемое оборудование востребовано в научной среде и используется для решения актуальных исследовательских задач. Мы рады видеть, как система TL-ULTRA становится частью работы российских лабораторий и помогает развивать направления, связанные с новыми материалами, нанотехнологиями и биомедицинской инженерией.
Благодарим коллектив Университета науки и технологий МИСИС за подготовку подробного образовательного материала и вклад в популяризацию исследований в области нановолоконных материалов.
Оригинальное видео доступно в публикации университета: смотреть источник.
