Molekulare Verschränkung und Electrospinnability von Biopolymeren

Summary

Elektro ist eine faszinierende Technik, die zur Mikro zu nanoskaligen Fasern aus einer Vielzahl von Materialien zu fertigen. Molekulare Verschlingung der Polymerbestandteile in der Spinnlösung ist wichtig für eine erfolgreiche Elektro. Wir präsentieren ein Protokoll für die Verwendung Rheologie, die electrospinnability von zwei Biopolymere, Stärke und Pullulan bewerten.

Abstract

Elektro ist eine faszinierende Technik, um aus einer Vielzahl von Materialien zu fertigen Mikro zu nanoskaligen Fasern. Für Biopolymere, wurde molekularen Verschlingung der Polymerbestandteile in der Spinnlösung gefunden, eine wesentliche Voraussetzung für eine erfolgreiche Elektro sein. Die Rheologie ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um die molekulare Konformation und Interaktion von Biopolymeren zu untersuchen. In diesem Bericht zeigen wir das Protokoll für die Verwendung, um die Rheologie electrospinnability von zwei Biopolymeren, Stärke und Pullulan zu bewerten, aus ihren Dimethylsulfoxid (DMSO) / Wasser-Dispersionen. Wohlgeformte Stärke und Pullulan Fasern mit mittleren Durchmessern im Submikrometerbereich zu Mikrometer-Bereich erhalten. Electrospinnability wurde durch visuelle und mikroskopische Untersuchung des gebildeten Fasern ausgewertet. Durch Korrelieren der rheologischen Eigenschaften der Dispersionen, ihre electrospinnability zeigen wir, dass die molekulare Konformation, molekulare Verhakung und Scherviskosität beeinflussen Electrospinning. Rheologie ist nicht nur nützlich bei der Lösungsmittelsystem Auswahl und Prozessoptimierung, sondern auch für das Verständnis des Mechanismus der Faserbildung auf molekularer Ebene.

Introduction

Elektrospinnen ist eine Technik, in der Lage, kontinuierliche Mikro um nanoskalige Fasern aus einer Vielzahl von Materialien ist. Es wird zunehmend akademischen und industriellen Interesse ^1. Obwohl das Setup und die Praxis der Elektro scheinen einfach, bleibt die Fähigkeit, vorherzusagen und zu kontrollieren electrospinnability Fasereigenschaften eine Herausforderung. Der Grund mag in der Tatsache, dass es viele Faktoren, die das Elektrospinnverfahren ² und den Prozess, vor allem den Weg von der Faser reiste, ist chaotisch ¹ Einfluss liegen. Oft eine empirische "Koch-und-aussehen"-Ansatz wird für das Screening von potenziellen elektr....

Protocol

1. Spinnlösung Vorbereitung

1. Bereiten Sie eine Reihe von Biopolymer-Konzentrationen (bis 30% 0,1%, w / v) untersucht werden und sicher sein, um den Feuchtigkeitsgehalt der Biopolymer-Pulver in diesen Berechnungen zu berücksichtigen. Für jede Konzentration, wiegen das Biopolymer (Stärke oder Pullulan) Pulver in einem 50 ml-Reagenzglas. Fügen wässrigen Dimethylsulfoxid (DMSO)-Lösung und einen Rührstab.
2. Das Röhrchen wird in kochendes Wasser unter ständigem Rühren auf einem Magnetrührer Heizplatte.
3. Nach ca. 1 Stunde, schalten Sie die Hitze und lassen Dispersion auf Raumtemperatur abkühlen. Die Dispersion ist dann bereit für rheologische Test....

Results

Fließkurven der Biopolymer-Dispersionen als Funktion der Konzentration Biopolymer und DMSO-Konzentration in dem Lösungsmittel erhalten. Zwei repräsentative Zahlen zeigen die Fließkurven der Stärke (2A) und Pullulans (2B) in Abhängigkeit von ihrer Konzentration in reinem DMSO Lösungsmittel. Die spezifischen Viskositäten wurden gegen Biopolymer-Konzentration (3A für Stärke und 3B für Pullulans) aufgetragen. Aus diesen Grundstücken wurden Verstrickung Konz.......

Discussion

Rheologie ist ein wesentliches Instrument, um die Verarbeitung von Polymeren, einschließlich konventioneller Faserspinn und Elektrospinning ¹³ studieren. Von dem stationären Scher rheologischen Untersuchungen, Polymer-Konformation und ihre Wechselwirkungen in verschiedenen Lösungsmitteln gelöst werden kann (Figuren 2 und 3). Bei Konzentrationen nicht hoch genug für Biopolymermolekülen miteinander überlappen, war ihre Konzentrationsabhängigkeit rund 1,4 (Abbildung 3),<.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gelose 80 Stärke	Inhaltsstoff		Verwendet wie es
ist Pullulan	Hayashibara Co. Ltd		Verwendet wie
es ist Dimethylsulfoxid	BDH Chemikalien	BDH1115-4LP
Ethanol	VWR International	89125-172	200 proof
Rheometer	TA Instruments	ARES	50 mm Konus- und Plattengeometrie
Spritze (10 ml)	Becton, Dickinson and Company	309604	Spritze mit Luer-Lok® Tipp
Hochspannungsgenerator	Gamma High Voltage Research, Inc.	ES40P
Spritzenpumpe	Hamilton Company	81620
Umwelt-Rasterelektronenmikroskop	FEI Company	Quanta 200	für Stärkefasern
Umwelt-Rasterelektronenmikroskop	Phenom-World	Phenom G2 Pro	für Pullulan-Fasern