Combiner deux technologies jumelles – l'électrofilage et l'électropulvérisation – pour fabriquer de nouveaux nanomatériaux est un domaine de recherche urgent pour les scientifiques des matériaux et les ingénieurs biomédicaux, selon un nouvel article du professeur Hu Jinlian de l'Université de la ville de Hong Kong (CityUHK) publié dans Matière .
La synergie entre l'électrofilage et l'électropulvérisation (ESS) peut avoir un impact positif sur divers secteurs, de la bio-ingénierie et de la technologie textile aux traitements médicaux, en passant par la technologie de la défense, la fabrication intelligente et la conversion d'énergie, affirme le professeur Hu, qui étudie l'électrofilage, l'électropulvérisation, les nanofibres, les nanomatériaux, la santé humaine et les membranes fonctionnelles. .
"Cette technologie ESS hautement intégrée a reçu une grande attention de la part des scientifiques au cours de la dernière décennie, mais nous sommes aujourd'hui confrontés à une période de goulot d'étranglement critique et à des problèmes cachés en raison d'un développement rapide au cours de la dernière décennie", explique le professeur Hu, directeur de l'ESS. Laboratoire des matériaux portables pour les soins de santé et occupe une nomination conjointe au sein du département de science et d'ingénierie des matériaux et du département de génie biomédical de CityUHK.
La technologie EES présente des avantages incomparables par rapport aux autres technologies de préparation de matériaux micro-nano. Il propose de réduire les étapes nécessaires aux technologies de préparation de matériaux micro-nano, telles que l'impression 3D, la lithographie ou d'autres méthodes chimiques; il offre une contrôlabilité exceptionnelle du diamètre, de l'orientation, de la morphologie, de la densité, de la taille des pores et des propriétés chimiques des nanofibres ; et réalise la combinaison parfaite de fibre 1D et de micro-nano particules 0D/3D.
Toutefois, les défis sont nombreux. Ils incluent la nécessité d'une généralisation, d'un résumé et d'une classification plus systématiques, ainsi que la déconnexion entre la communauté de la recherche et l'industrie.
Hu soutient que les recherches en cours sur la combinaison des mécanismes d'électrofilage et d'électropulvérisation tendent à éviter la question de la synergie des deux processus et mettent plutôt l'accent sur les deux technologies distinctes, passant sous silence les avantages qui peuvent être tirés d'une éventuelle coordination et coopération entre les deux processus. deux.
"Si le concept de technologie EES peut être généralisé, cela donnera sans aucun doute de nouvelles idées aux scientifiques et inspirera de nombreuses études. En retour, cela pourra également promouvoir vigoureusement l'itération et la mise à niveau de la technologie EES", affirme le professeur Hu.
La affaire L'article « Synergie d'électrosprayage et d'électrosprayage :collaboration Twins-tech à travers les dimensions » explique que l'électrosprayage et l'électrospinning sont des processus fondamentalement similaires. Cependant, il existe des différences.
« La technologie de filage électronique est souvent utilisée comme méthode de construction de la structure principale. Il convient de noter que la technologie de filage électronique peut parfois être utilisée à des fins de modification ou de régulation de surface. La technologie de pulvérisation électronique est généralement utilisée comme moyen de contrôle ou de modification. des propriétés des matériaux", explique le professeur Hu.
Premièrement, la technologie EES enrichira considérablement la préparation de matériaux composites micro-nano. Il sera possible de préparer des structures complexes difficiles à obtenir par les méthodes chimiques traditionnelles, essentielles à la catalyse, au chargement de médicaments et à la détection biologique.
Deuxièmement, la technologie EES va révolutionner le domaine des vêtements fonctionnels. Donner aux vêtements des fonctions spéciales, telles que l'imperméabilisation, le refroidissement/réchauffement, l'anti-ultraviolet, la détection de la santé, etc., deviendra une tendance du développement des produits de base.
De plus, des chaînes d'assemblage industrielles d'équipements EES entreront dans l'usine et complèteront les chaînes d'approvisionnement, tandis que des canaux de vente apparaîtront progressivement.
En utilisant les deux processus ensemble plutôt que séparément, les chercheurs peuvent contribuer à plusieurs domaines, par exemple dans le domaine de l'environnement naturel, grâce à la purification, à la récupération et à la réutilisation des ressources en eau à l'aide de matériaux membranaires poreux.
En plus de purifier l'eau polluée, les membranes en nanofibres basées sur la stratégie EES peuvent être utilisées pour la récupération de l'eau, convertissant directement la vapeur d'eau de l'environnement en eau propre. Des applications de l'EES dans l'utilisation de l'énergie, la santé humaine et les membranes fonctionnelles sont également possibles.
« La technologie EES est devenue un moyen important de préparation de matériaux fonctionnels composites à l'échelle micro-nanométrique au cours des 20 dernières années. Il s'agit d'une période critique pour sa capacité à surmonter des défis majeurs et à progresser vers le succès futur. mentalité pour promouvoir le prochain cycle de la révolution technologique EES", conclut le professeur Hu.
Plus d'informations : Matière (2024). DOI :10.1016/j.matt.2024.01.009
Informations sur le journal : Matière
Fourni par l'Université de la ville de Hong Kong
