Entanglement Molecular e Electrospinnability de Biopolímeros

Resumo

Eletrofiação é uma técnica fascinante usado para fabricar fibras de micro-nano-escala a partir de uma ampla variedade de materiais. Enredamento molecular dos polímeros constituintes, o lubrificante de fiação é essencial para electrospinning bem sucedida. Apresenta-se um protocolo para a utilização da reologia para avaliar a electrospinnability de dois biopolímeros, o amido e o pululano.

Resumo

Eletrofiação é uma técnica fascinante de fabricar micro fibras de nano-escala a partir de uma ampla variedade de materiais. Para biopolímeros, emaranhamento molecular dos polímeros constituintes da droga fiação foi encontrado para ser um pré-requisito essencial para electrospinning sucesso. Reologia é uma poderosa ferramenta para sondar a conformação molecular e interação dos biopolímeros. Neste relatório, nós demonstramos o protocolo para a utilização de reologia para avaliar a electrospinnability de dois biopolímeros, amido e pululana, a partir de sua dimetilsulfóxido (DMSO) / dispersões de água. Bem-formados de amido e fibras pululano com diâmetros médios na ordem de mícrons para submicron foram obtidos. Electrospinnability foi avaliada por observação visual e microscópica das fibras formadas. Ao correlacionar as propriedades reológicas das dispersões a sua electrospinnability, nós demonstramos que a conformação molecular, enredamento molecular, e viscosidade de cisalhamento em afectar eleitorospinning. Reologia não só é útil na escolha do sistema solvente e optimização do processo, mas também para a compreensão do mecanismo de formação das fibras a um nível molecular.

Introdução

Eletrofiação é uma técnica que é capaz de produzir micro contínua às fibras de nano-escala a partir de uma ampla variedade de materiais. Ela ganhou um crescente interesse acadêmico e industrial ^1. Embora a instalação e prática de electrospinning parecer simples, a capacidade de prever e controlar electrospinnability propriedades das fibras permanece um desafio. A razão pode estar no fato de que existem muitos fatores que influenciam o processo de electrospinning ² eo processo, especialmente o caminho percorrido pela fibra, é caótico ^1. Muitas vezes, uma abordagem empírica "cook-e-olhar" é utilizado para triagem de potenciais materiais....

Protocolo

1. Spinning Dope Preparação

1. Prepara-se uma gama de concentrações de biopolímero ser investigados (0,1% a 30%, w / v) e ter a certeza de considerar o conteúdo do pó biopolímero nestes cálculos humidade. Para cada concentração, pesar o biopolímero (amido ou pululana) em pó em um tubo de ensaio de 50 ml. Adicionar solução aquosa de dimetil-sulfóxido (DMSO) e uma barra de agitação.
2. Colocar o tubo em água a ferver com agitação constante sobre uma placa de agitação magnética.
3. Após cerca de 1 hora, desligar o aquecimento e deixar a dispersão arrefecer até à temperatura ambiente. A dispersão é então pronto para o teste reológico e electrospinni....

Resultados

As curvas de fluxo das dispersões de biopolímeros como uma função da concentração de biopolímero e concentração de DMSO em solvente foram obtidos. Dois números representativos mostram as curvas de fluxo de amido (Figura 2A) e pululano (Figura 2B), como uma função da sua concentração no solvente DMSO puro. As viscosidades específicas foram representados graficamente em função da concentração de biopolímero (Figura 3A, para o amido e a Figura 3B de pulula.......

Discussão

Reologia é uma ferramenta essencial para estudar o processamento de polímeros, incluindo fiação de fibra convencional e Eletrofiação ^13. A partir dos estudos constantes cisalhamento reológicos, conformação de polímeros e suas interações em diferentes solventes podem ser resolvidos (Figuras 2 e 3). Em concentrações elevadas o suficiente para não moléculas biopoliméricas a sobrepor-se uns com os outros, a sua dependência da concentração foi de cerca de 1,4 (Figura 3),

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Gelose 80 Ingestão de amido	Usado		como está
Pullulan	Hayashibara Co. Ltd		Usado como está
Dimetilsulfóxido BDH	Chemicals	BDH1115-4LP
Etanol	VWR International	89125-172	de 200 provas
	TA Instruments	ARES	Geometria do cone e da placa de 50 mm
Seringa (10 ml)	Becton, Dickinson and Company	309604	Seringa com Luer-Lok® Dica
Gerador de alta tensão	Gamma High Voltage Research, Inc.	ES40P
	Hamilton Company	81620
Microscópio eletrônico de varredura ambiental	FEI Company	Quanta 200	para fibras de amido
Microscópio eletrônico de varredura ambiental	Phenom-World	Phenom G2 Pro	para fibras de pullulan

Rheometer Bomba de seringa