堤 宏守研究室(バイオ機能高分子)

電界紡糸法


■ここでは,電界紡糸法について簡単に説明します。
 電界紡糸法は,1930年代にアメリカで開発された紡糸方法で,その後,あまり研究が行われていませんでしたが,近年,極細繊維(直径がマイクロメートル〜ナノメートル)を比較的簡単な装置で作製できることから,多くの研究が行われるようになりました。
■電界紡糸装置は,右図に示すように,注射器,高圧電源,金属板からなり,注射器から一定速度で液を送り出すシリンジポンプを用いる場合もありますが,無くても紡糸することは可能です。
(図をクリックすると拡大されます。)
電界紡糸装置の概略図
■では,どのような仕組みで防止されるのでしょうか。
 次のような順序で紡糸されると考えられています。
(1)注射針と金属基板(ステンレス板など)の間に電圧を印加すると,液滴表面に電荷が集まり,互いに反発して,円錐状になる。
(2)電荷の反発力が表面張力を超えると,液は先端から金属基板に向かって噴出する。
(3)液流が細くなると表面電荷密度が大きくなり,さらに細くなり,引き伸ばされ,比表面積がますます大きくなり,溶媒が揮発し,繊維が紡糸される。
■なお,条件によっては,繊維とならずに,微粒子として噴霧される場合もあり,微粒子の製造方法としても応用される場合があります。
電界紡糸の機構第1段階 電界紡糸第2段階 電界紡糸第3段階