Elettrofilatura in un processo industriale in cui viene utilizzata una carica elettrica ad alta tensione per creare fibre di filamenti polimerici. Il processo differisce dall’elettrospray, che utilizza goccioline, in quanto il polimero liquido caricato elettricamente viene tirato in un filo solido. Esistono due metodi utilizzati per creare il polimero liquido utilizzato nell’elettrofilatura. Può essere fuso dalla sua forma solida, oppure può essere miscelato con un solvente per formare una soluzione polimerica.
Nell’ambiente di laboratorio, l’attrezzatura di base per l’elettrofilatura può essere impostata utilizzando un alimentatore ad alta tensione, una pipetta di vetro, una siringa e una pompa dosatrice per erogare il liquido caricato elettricamente. L’altro componente della configurazione, lo schermo capillare, è collegato alla terra elettrica. Questo vaglio può essere fisso o può ruotare per facilitare la filatura delle fibre. Utilizzando questa semplice configurazione, i ricercatori nel campo della nanotecnologia hanno creato filamenti polimerici e materiali nanotessuti, che vengono utilizzati in applicazioni mediche e industriali.
I metodi utilizzati per l’elettrofilatura sono piuttosto basilari. Il polimero liquido viene caricato elettricamente per mezzo di un elettrodo a filo immerso nel liquido. Viene quindi pressurizzato, costringendolo a spostarsi verso l’estremità di un tubo di vetro. Quando il polimero liquido raggiunge l’estremità del tubo, gli ioni caricati elettricamente del fluido vengono attratti dallo schermo capillare di carica opposta. Quando la tensione superficiale del liquido viene superata dalla forza di trazione dello schermo capillare, forma una forma conica, chiamata cono di Taylor.
La tensione superficiale viene completamente superata a questo punto dall’attrazione dello schermo capillare caricato elettricamente e iniziano a formarsi sottili fili di polimero liquido. Man mano che questi fili si allungano, si allungano e si assottigliano in un processo chiamato frustate, che assomiglia al movimento di un arco elettrico attraverso l’aria. I filamenti vengono trasportati attraverso l’aria ed eventualmente raccolti sullo schermo capillare.
I sottili filamenti creati durante il processo di elettrofilatura possono avere un diametro di pochi nanometri. Questi fili possono anche mostrare trame e qualità superficiali uniche, che li rendono desiderabili per una varietà di applicazioni. In campo medico, i tessuti nanotessuti vengono utilizzati per realizzare medicazioni per ferite, strutture per organi artificiali e cerotti per la somministrazione di farmaci. I laboratori di ricerca utilizzano questi tessuti anche per realizzare filtri in grado di isolare particelle submicroniche. Si stanno scoprendo anche applicazioni industriali del processo di elettrofilatura, che offrono opzioni come abbigliamento senza cuciture o materiali da costruzione compositi.