Solution Electrospinning แบบดั้งเดิม
Electrospinning คือวิธีการผลิตเส้นใยนาโน(Nanofiber) จากไฟฟ้าสถิต (ElectroStatic)
ElectroSpun คือ เส้นใยที่ได้จากกระบวนการ Electrospinning
Nanofiber คือ เส้นใยขนาดเล็กมากมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1nm. จนถึง 999 nm.
Nanofiber ElectroSpun คือ เส้นใยขนาดนาโนที่ได้จากกระบวนการ Electrospinning
Polymer Solution คือ สารละลายพอลิเมอร์
Electrospinning มีการพัฒนามีอยู่ 2 แบบคือ
1. Melt-Electrospinning คือการผลิตเส้นใยด้วยกระบวนการอิเล็กโตรสปินนิ่ง ใช้พอลิเมอร์(polymer)ที่หลอมละลายด้วยความร้อน
2. Solution-Electrospinning คือการผลิตเส้นใยด้วยกระบวนการอิเล็กโตรสปินนิ่ง ใช้พอลิเมอร์(polymer)ที่ละลาย(melt)ในตัวทำละลาย(Sovent)
หรือที่เรียกว่า Polymer Solution
Solution Electrospinning เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตนาโนไฟเบอร์จากสารละลายพอลิเมอร์ ด้วยวิธีการ Electrospinning
อุปกรณ์พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับ Solution Electrospinning ได้แก่
1. High Voltage Power Supply (อุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าศักย์สูง)
2. Nanofiber Spinneret (อุปกรณ์สร้างนาโนไฟเบอร์ )
หลอดไซริงก์ซึ่งบรรจุสารละลายพอลิเมอร์ ที่มีเข็มโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ต่อกับขั้วบวกของไฟฟ้าศักย์สูง
ติดตั้งหลอดไซริงก์บนไซริงก์ปั๊ม(Syringe pump)
3. Nanofiber collector(อุปกรณ์รับนาโนไฟเบอร์ ) ใช้แผ่นโลหะเป็นตัวรับเส้นใยที่เกิดขึ้น ต่อกับขั้วลบของไฟฟ้าศักย์สูง
การทำงานของ Solution Electrospinning แบบดั้งเดิม
1. เมื่อระบบทำงาน จะเกิดสนามไฟฟ้าระหว่างปลายเข็มโลหะของ Nanofiber Spinneret
และ ส่วนที่เป็นแผ่นโลหะของ Nanofiber collector
ปลายเข็มโลหะของNanofiber Spinneret มีความเข้มของสนามไฟฟ้าที่สูงมาก
เนื่องจากปลายเข็มมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กมาก
2. สารละลายส่งมาสู่ปลายเข็มโลหะของSpinneret ถูกควบคุมการส่งสารละลายอย่างสม่ำเสมอจากไซริงก์ปั๊ม
3. พื้นผิวของหยดสารละลายที่ปลายเข็มโลหะได้รับประจุไฟฟ้าบวกที่มีความเข้มสนามไฟฟ้าที่สูงมาก
และถูกแรงดึงจากแผ่นโลหะบน Nanofiber collector สารละลายนี้ถูกแรงดึงจนเป็นรูปกรวยที่เรียกว่า Taylor cone
จนชนะแรงตึงผิวและถูกพ่นฉีดเป็นเส้นใยขนาดนาโนไปสะลมแบบสุ่มบนแผ่นรับเส้นใยแบบไม่ทักทอ(non-woven)
ตัวทำละลาย(Solvent)ในสารละลาย จะระเหยไประหว่างกระบวนการ
4. สามารถกำหนดขนาดของแผ่นนาโนไฟเบอร์ ที่ได้สามารถกระจาย นาโนไฟเบอร์ ที่ได้ไปอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่น
จากอุปกรณ์พิเศษ คือ
4.1 อุปกรณ์เลื่อนสไลด์ เมื่อใช้ Nanofiber collector เป็นแบบแผ่นโลหะเรียบ
อุปกรณ์ Nanofiber collector เป็นแบบแผ่นโลหะเรียบ ที่เลื่อนสไลด์ทั้งแนวหน้ากว้าง และ แนวยาว
4.2 อุปกรณ์ Nanofiber collector แบบ Roller Collector(ลูกกลิ้งทรงกระบอกหมุน )
อุปกรณ์นี้จะช่วยกระจายนาโนไฟเบอร์ ในแนวเส้นรอบวง ซึ่งแผ่นรับเส้นใยถูกติดตั้งบนทรงกระบอก
ต้องใช้อุปกรณ์เลื่อนสไลด์ Nanofiber Spinneret ในการกระจายนาโนไฟเบอร์ ให้ทั่วหน้ากว้างของทรงกระบอก
5. หากต้องการรูปแบบ นาโนไฟเบอร์ ในลักษณะอื่นๆ สามารถออกแบบ อุปกรณ์รับเนาโนไฟเบอร์ ในลักษณะอื่นได้เช่น
5.1 แบบเส้นด้าย ( Yarn nanofiber )
5.2 แบบท่อกลวง นาโนไฟเบอร์ ( Tube nanofiber )