Electrospinning è una tecnica affascinante utilizzata per fabbricare micro fibre di nano-scala da una grande varietà di materiali. Entanglement molecolare dei polimeri costituenti della droga filatura è essenziale per electrospinning successo. Vi presentiamo un protocollo per l'utilizzo reologia per valutare la electrospinnability di due biopolimeri, amido e pullulano.
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Articolo metodologico
Molecolare Entanglement e Electrospinnability di biopolimeri
In questo articolo
Sommario
Abstract
Electrospinning è una tecnica affascinante per fabbricare micro fibre di nano-scala da una grande varietà di materiali. Per i biopolimeri, entanglement molecolare dei polimeri costituenti della droga filatura è risultata essere una condizione essenziale per il successo electrospinning. Reologia è un potente strumento per sondare la conformazione molecolare e l'interazione di biopolimeri. In questo rapporto, dimostriamo il protocollo per l'utilizzo reologia per valutare la electrospinnability di due biopolimeri, amido e pullulano, dalla loro dimetilsolfossido (DMSO) / dispersioni di acqua. Sono state ottenute le fibre di amido e Pullulan ben formati con diametri medi del submicron di gamma micron. Electrospinnability è stata valutata mediante osservazione visiva e microscopica delle fibre formate. Correlando le proprietà reologiche delle dispersioni al loro electrospinnability, dimostriamo che la conformazione molecolare, entanglement molecolare e viscosità di taglio tutti fattori che influiscono elettirospinning. Reologia non è utile solo in selezione del sistema solvente e ottimizzazione del processo, ma anche nella comprensione del meccanismo di formazione della fibra a livello molecolare.
Introduzione
Electrospinning è una tecnica che è in grado di produrre micro continua a fibre nanoscala da un'ampia varietà di materiali. Esso ha acquisito sempre maggiore accademico e industriale di interesse 1. Anche se la messa a punto e la pratica della elettrofilatura sembra semplice, la capacità di prevedere electrospinnability e controllare le proprietà della fibra rimane una sfida. Il motivo può risiedere nel fatto che ci sono molti fattori che influenzano il processo elettrospinning 2 e il processo, soprattutto percorsa dalla fibra, è caotica 1. Spesso un approccio "cuoco-e-guardare" empirica viene utilizzato per lo screening di potenz....
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Protocollo
1 Spinning Dope Preparazione
- Preparare una serie di concentrazioni di biopolimeri da indagare (0,1% al 30%, w / v) ed essere sicuri di prendere in considerazione il contenuto di umidità della polvere biopolimero in questi calcoli. Per ogni concentrazione, pesare il biopolimero (amido o pullulano) in polvere in una provetta da 50 ml. Aggiungere la soluzione acquosa dimetilsolfossido (DMSO) e un ancoretta.
- Posizionare il tubo in acqua bollente con agitazione costante su un agitatore magnetico piastra.
- Dopo circa 1 ora, spegnere il calore e lasciare la dispersione raffreddare a temperatura ambiente. La dispersione è quindi pronto per il te....
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Risultati
Curve di flusso delle dispersioni biopolimeri in funzione della concentrazione biopolimero e la concentrazione di DMSO in solvente sono stati ottenuti. Due figure rappresentative mostrano le curve di flusso di amido (Figura 2A) e pullulano (Figura 2B) in funzione della loro concentrazione nel solvente DMSO puro. Le viscosità specifiche sono state rilevate in concentrazioni biopolimero (Figura 3A per l'amido e la Figura 3B per pullulano). Da queste trame.......
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Discussione
Reologia è uno strumento essenziale per studiare la lavorazione di polimeri, tra cui fibra di filatura convenzionale e electrospinning 13. Dagli studi di taglio costante reologiche del polimero, conformazione e le loro interazioni in diversi solventi possono essere risolti (figure 2 e 3). A concentrazioni non abbastanza alti per le molecole di biopolimeri si sovrappongono tra loro, la loro dipendenza concentrazione è stata di circa 1,4 (Figura 3), che era in .......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è finanziato in parte dall'Istituto USDA Nazionale per l'Alimentazione e l'Agricoltura, Programma Nazionale di sovvenzioni competitive, National Research Initiative Programma di 71,1 dell'esercizio 2007 come Grant No 2007-35503-18392, e National Institutes of Health, Istituto per le allergie e malattie infettive , R33AI94514-03.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Gelose 80 amido | Ingredion | Usato così com'è | |
| Pullulan | Hayashibara Co. Ltd | Usato così com'è | |
| Dimetil solfossido | BDH Sostanze chimiche | BDH1115-4LP | |
| Etanolo | VWR International | 89125-172 | 200 prova |
| Reometro | TA Strumenti | ARES | Geometria del cono e della piastra da 50 mm |
| Siringa (10 ml) | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Siringa con Luer-Lok® Suggerimento |
| Generatore ad alta tensione | Gamma High Voltage Research, Inc. | ES40P | |
| Pompa a siringa | Hamilton Company | 81620 | |
| Microscopio elettronico a scansione ambientale | FEI Company | Quanta 200 | per fibre di amido Microscopio |
| elettronico a scansione ambientale | Phenom-World | Phenom G2 Pro | per fibre di pullulan |
Riferimenti
- Greiner, A., Wendorff, J. H. Functional self-assembled nanofibers by electrospinning. Self-aseembled nanomaterials. 1, 107-171 (2008).
- Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W. E., Lim, T. C., Ma, Z. An Introduction to Electrospinning and Nanofibers. , World Scientific. Singapore. (2005). ....
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Ristampe e permessi
