Elektrospinnen in einem industriellen Verfahren, bei dem eine elektrische Hochspannungsladung verwendet wird, um Polymerfilamentfasern zu erzeugen. Das Verfahren unterscheidet sich vom Elektrosprühen, bei dem Tröpfchen verwendet werden, dadurch, dass das elektrisch geladene flüssige Polymer in einen festen Strang gezogen wird. Es gibt zwei Methoden, die verwendet werden, um das beim Elektrospinnen verwendete flüssige Polymer herzustellen. Es kann aus seiner festen Form geschmolzen oder mit einem Lösungsmittel vermischt werden, um eine Polymerlösung zu bilden.
In der Laborumgebung kann eine Elektrospinn-Grundausrüstung mit einem Hochspannungsnetzteil, einer Glaspipette, einer Spritze und einer Dosierpumpe eingerichtet werden, um die elektrisch geladene Flüssigkeit zu fördern. Die andere Komponente des Aufbaus, der Kapillarschirm, ist mit der elektrischen Masse verbunden. Dieses Sieb kann stationär sein oder sich drehen, um das Spinnen der Fasern zu erleichtern. Mit diesem einfachen Aufbau haben Forscher auf dem Gebiet der Nanotechnologie Polymerfilamente und Nanogewebe geschaffen, die in medizinischen und industriellen Anwendungen zum Einsatz kommen.
Die beim Elektrospinnen verwendeten Methoden sind recht einfach. Das flüssige Polymer wird mittels einer in die Flüssigkeit eingetauchten Drahtelektrode elektrisch aufgeladen. Es wird dann unter Druck gesetzt, wodurch es gezwungen wird, sich zum Ende einer Glasröhre zu bewegen. Wenn das flüssige Polymer das Ende des Röhrchens erreicht, werden die elektrisch geladenen Ionen der Flüssigkeit von dem entgegengesetzt geladenen Kapillarsieb angezogen. Da die Oberflächenspannung der Flüssigkeit durch die Zugkraft des Kapillarsiebs überwunden wird, bildet es eine Kegelform, einen sogenannten Taylor-Kegel.
Die Oberflächenspannung wird an dieser Stelle durch den Zug des elektrisch geladenen Kapillarsiebs vollständig überwunden und es bilden sich dünne Fäden aus flüssigem Polymer. Wenn sich diese Fäden ausdehnen, werden sie länger und dünner in einem Prozess namens Peitschen, der der Bewegung eines Lichtbogens durch die Luft ähnelt. Die Filamente werden durch die Luft getragen und schließlich auf dem Kapillarsieb gesammelt.
Die beim Elektrospinnen entstehenden feinen Filamente können nur wenige Nanometer Durchmesser haben. Diese Fäden können auch einzigartige Texturen und Oberflächenqualitäten aufweisen, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen wünschenswert machen. Im medizinischen Bereich werden Nanogewebe zur Herstellung von Wundverbänden, Gerüsten für künstliche Organe und Pflaster zur Arzneimittelabgabe verwendet. Forschungslabore verwenden diese Stoffe auch, um Filter herzustellen, die Submikron-Partikel isolieren können. Auch industrielle Anwendungen des Elektrospinnverfahrens werden entdeckt und bieten Möglichkeiten wie nahtlose Kleidung oder Verbundbaustoffe.