เฮ้ ฉันเป็นซัพพลายเออร์ของ Tetraethoxysilane และวันนี้ฉันจะพาคุณผ่านกระบวนการใช้ tetraethoxysilane เพื่อผลิต nanofibers Nanofibers มีคุณสมบัติที่น่าทึ่งและใช้ในอุตสาหกรรมทั้งหมดตั้งแต่การกรองไปจนถึงวิศวกรรมเนื้อเยื่อ และ Tetraethoxysilane ก็เป็นผู้เล่นหลักในการสร้างเส้นใยเล็ก ๆ แต่ทรงพลังเหล่านี้
ก่อนอื่นเรามาพูดกันเล็กน้อยเกี่ยวกับสิ่งที่ tetraethoxysilane คือ คุณสามารถตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้tetraethoxysilane- มันเป็นของเหลวที่ไม่มีสีที่มักใช้ในกระบวนการโซล - เจล กล่าวง่ายๆคือซิลิกอน - มีสารประกอบที่สามารถใช้ในการสร้างวัสดุที่ใช้ซิลิกอนเช่นเดียวกับที่เราต้องการสำหรับนาโน
ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมโซลูชันสารตั้งต้น
ขั้นตอนแรกในการใช้ tetraethoxysilane เพื่อสร้าง nanofibers คือการเตรียมสารละลายสารตั้งต้น คุณเริ่มต้นด้วยการผสม tetraethoxysilane กับตัวทำละลายมักจะเป็นแอลกอฮอล์เช่นเอทานอล แอลกอฮอล์ช่วยละลาย tetraethoxysilane และยังมีบทบาทในการไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาการควบแน่นที่จะเกิดขึ้นในภายหลัง
คุณต้องเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่งปฏิกิริยา กรดหรือฐานสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรคลอริกหรือแอมโมเนียสามารถทำงานได้ ปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาที่คุณเพิ่มมีความสำคัญเนื่องจากมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาและคุณสมบัติของนาโนฟินเบอร์สุดท้าย
นอกเหนือจากตัวทำละลายและตัวเร่งปฏิกิริยาคุณอาจต้องการเพิ่มสารเติมแต่งอื่น ๆ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นโพลีเมอร์เช่น polyvinylpyrrolidone (PVP) หรือโพลีเอทิลีนออกไซด์ (PEO) โพลีเมอร์เหล่านี้ช่วยปรับปรุงความสามารถในการแก้ปัญหาของการแก้ปัญหา นั่นหมายความว่าพวกเขาทำให้ง่ายต่อการวาดสารละลายลงในเส้นใย
ขั้นตอนที่ 2: ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสและการควบแน่น
เมื่อสารละลายสารตั้งต้นพร้อมแล้วปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสและการควบแน่นจะเริ่มเกิดขึ้น การไฮโดรไลซิสคือเมื่อน้ำทำปฏิกิริยากับโมเลกุล tetraethoxysilane กลุ่ม ethoxy (-oc₂h₅) บน tetraethoxysilane จะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ปฏิกิริยานี้มักจะเร่งปฏิกิริยาโดยกรดหรือฐานที่คุณเพิ่มไว้ก่อนหน้านี้
หลังจากการไฮโดรไลซิสปฏิกิริยาการควบแน่นเกิดขึ้น ในระหว่างการควบแน่นกลุ่มไฮดรอกซิลในซิลิคอนที่แตกต่างกัน - ที่มีโมเลกุลทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้างซิลิกอน - ออกซิเจน - ซิลิกอน (Si - O - Si) พันธบัตร กระบวนการนี้นำไปสู่การก่อตัวของโซลซึ่งเป็นสารแขวนลอยคอลลอยด์ของอนุภาคของแข็งในของเหลว
เมื่อปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไปโซลจะค่อยๆกลายเป็นเจล เจลเป็นเครือข่ายสามมิติของซิลิกอน - พันธะออกซิเจนกับตัวทำละลายที่ติดอยู่ภายใน คุณสมบัติของเจลเช่นความหนืดและความยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาเช่นเวลาตอบสนองอุณหภูมิและความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ขั้นตอนที่ 3: Electrospinning
ตอนนี้ถึงเวลาที่จะเปลี่ยนเจลนั้นให้กลายเป็น nanofibers และเราทำสิ่งนี้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Electrospinning Electrospinning เป็นเทคนิคที่ใช้สนามไฟฟ้าเพื่อวาดเจ็ทของสารละลายสารตั้งต้นหรือเจลจากเข็มฉีดยาหรือสปินเนอร์
นี่คือวิธีการทำงาน คุณใส่สารละลายสารตั้งต้นหรือเจลลงในเข็มฉีดยาที่มีเข็มเล็ก ๆ ในตอนท้าย เข็มฉีดยาเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง ในอีกด้านหนึ่งมีนักสะสมซึ่งมักจะเป็นแผ่นโลหะที่มีสายดินหรือกลองหมุน
เมื่อคุณเปิดแหล่งจ่ายไฟสนามไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างเข็มและตัวสะสม สนามไฟฟ้าทำให้พื้นผิวของสารละลายที่ปลายเข็มเพื่อเปลี่ยนรูปเป็นรูปกรวยเรียกว่ากรวยเทย์เลอร์ เมื่อสนามไฟฟ้าแข็งแรงพอเจ็ทของสารละลายจะถูกขับออกจากกรวยเทย์เลอร์และเดินทางไปยังนักสะสม
ในขณะที่เจ็ทเดินทางผ่านอากาศตัวทำละลายจะระเหยไปและโซ่พอลิเมอร์ในสารละลายจะเริ่มแข็งตัว เครื่องบินเจ็ทผ่านการยืดและผอมบางและในที่สุดนาโนฟอร์เบอร์ก็ถูกฝากไว้ในนักสะสม เส้นผ่านศูนย์กลางของ nanofibers สามารถควบคุมได้โดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการเช่นแรงดันไฟฟ้าอัตราการไหลของสารละลายและระยะห่างระหว่างเข็มและตัวสะสม
ขั้นตอนที่ 4: โพสต์ - การรักษา
หลังจากอิเล็กโตรสปินนิง nanofibers มักจะต้องมีการรักษาโพสต์ หนึ่งโพสต์ทั่วไป - การรักษาคือการรักษาความร้อน การให้ความร้อน nanofibers ที่อุณหภูมิสูงสามารถกำจัดสารทำละลายที่เหลืออยู่และสารเติมแต่งอินทรีย์ นอกจากนี้ยังช่วยเสริมสร้างพันธบัตร Si - O - Si ในนาโนฟิวเดอร์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของพวกเขา
อีกทางเลือกโพสต์ - การรักษาคือการปรับเปลี่ยนพื้นผิว คุณสามารถปรับเปลี่ยนพื้นผิวของ nanofibers เพื่อให้คุณสมบัติเฉพาะแก่พวกเขา ตัวอย่างเช่นคุณสามารถเคลือบ nanofibers ด้วยวัสดุอื่น ๆ หรือใช้งานได้กับกลุ่มเคมี สิ่งนี้มีประโยชน์หากคุณต้องการให้ nanofibers มีการยึดเกาะที่ดีขึ้นความเข้ากันได้ทางชีวภาพหรือคุณสมบัติอื่น ๆ สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ
การประยุกต์ใช้ nanofibers ที่ทำจาก tetraethoxysilane
Nanofibers ที่ทำจาก tetraethoxysilane มีการใช้งานที่หลากหลาย ในด้านการกรองพวกเขาสามารถใช้เพื่อสร้างอากาศและตัวกรองน้ำที่มีประสิทธิภาพสูง เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ๆ ของ nanofibers ช่วยให้พวกเขาสามารถจับอนุภาคเล็ก ๆ และมลพิษ
ในวิศวกรรมเนื้อเยื่อ nanofibers เหล่านี้สามารถใช้เป็นโครงนั่งร้านสำหรับการเจริญเติบโตของเซลล์ พื้นผิวที่สูง - อัตราส่วนปริมาตรและโครงสร้างที่มีรูพรุนให้สภาพแวดล้อมที่ดีสำหรับเซลล์ที่จะแนบเติบโตและแยกความแตกต่าง
พวกเขายังสามารถใช้ในการผลิตเซ็นเซอร์ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของ nanofibers ที่ใช้ซิลิกอนทำให้พวกเขามีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิความชื้นหรือการปรากฏตัวของสารเคมีบางชนิด
สารประกอบไซเลนอื่น ๆ ในการผลิต nanofiber
ในขณะที่ Tetraethoxysilane เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการสร้าง nanofibers แต่ก็มีสารประกอบไซเลนอื่น ๆ ที่สามารถใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น,Vinymethyltrimethoxysilaneและ3 - glycidoxypropyltrimethoxysilane- สารประกอบเหล่านี้สามารถใช้เพียงอย่างเดียวหรือใช้ร่วมกับ tetraethoxysilane เพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของ nanofibers
Vinymethyltrimethoxysilane มีกลุ่มไวนิลซึ่งสามารถใช้สำหรับปฏิกิริยาทางเคมีเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถใช้งานได้ของ nanofibers 3 - glycidoxypropyltrimethoxysilane มีกลุ่มอีพ็อกซี่ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะและคุณสมบัติเชิงกลของนาโน
ห่อและเอื้อมมือออกไป
นั่นเป็นกระบวนการของการใช้ tetraethoxysilane ในการผลิตนาโนในช่วงสั้น ๆ มันเป็นกระบวนการที่น่าสนใจที่รวมเคมีวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรม หากคุณสนใจที่จะใช้ Tetraethoxysilane หรือสารประกอบไซเลนอื่น ๆ สำหรับการผลิตนาโนฟิวเบอร์ของคุณฉันชอบที่จะคุยกับคุณ ไม่ว่าคุณจะอยู่ในการวิจัยและพัฒนาหรือในการผลิตขนาดใหญ่ฉันสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิค เพียงแค่เอื้อมมือมาหาฉันและเราสามารถเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ
การอ้างอิง
- Li, D. , & Xia, Y. (2004) อิเล็กโตรสปินเนนของนาโนไฟเบอร์: สร้างวงล้อใหม่หรือไม่? วัสดุขั้นสูง, 16 (14), 1151 - 1170
- Brinker, CJ, & Scherer, GW (1990) SOL - GEL Science: ฟิสิกส์และเคมีของการประมวลผล SOL - เจล สื่อวิชาการ
- Huang, ZM, Zhang, YZ, Kotaki, M. , & Ramakrishna, S. (2003) บทวิจารณ์เกี่ยวกับโพลิเมอร์นาโนฟอร์เบอร์โดยอิเล็กโตรสปินนิงและการใช้งานของพวกเขาในนาโนคอมโพสิต คอมโพสิตวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 63 (15), 2223 - 2253