Několik posledních let věnují
vědci na celém světě mimořádnou
pozornost nanovláknům a široké
oblasti jejich aplikací. O nanovláknech,
která mají průměr 50-500
nm (nano znamená jednu miliardtinu
základní jednotky), odborníci
předpokládají, že přinesou revoluci
v medicíně, elektrotechnice, automobilovém
průmyslu, kosmetice,
energetice a dalších průmyslových
sférách i službách. Někteří vědci
přirovnávají nástup nanotechnologií
k největším milníkům lidského
vývoje, jako byl vynález parního
stroje, nebo vyslání prvního sputniku
do vesmíru.
První vizi nanotechnologií předložil
v roce 1959 americký fyzik
Richard Feynman. K masovému
používání technologie ani samotných
nanovláken však nedošlo. Hlavní příčinou
proč se zatím nepodařilo uvést
nanovlákna do masové produkce, je
složitost jejich výroby v průmyslovém
měřítku. Pokusy o vytvoření
nanovláken konala již v roce 1934
společnost Formalas. Podstatně lepších
výsledků však bylo dosaženo
až o několik desítek let později, kdy
vznikla technologie elektrospinningu.
V procesu elektrozvlákňování se
nejčastěji využívá stejnosměrného
elektrostatického pole o vysoké
intenzitě. Toto pole je tvořeno
napětím mezi elektrodami, z nichž
jedna je v podobě úzké kapiláry
a druhá, např. v podobě disku, který
je plochou stranou postavený proti
vrcholu kapiláry. Kapilárou je vytlačován
polymerní roztok. Protože je
kapilára současně nabitá, dochází
k přenosu náboje do roztoku polymeru.
Na polymerní roztok, který
se ocitne v ústí kapiláry, působí dvě
síly: coulombovská, daná neseným
nábojem, a odstředivá, daná rotací
kapiláry. Síly způsobí energické
vytažení hmoty roztoku směrem ke
kolektoru. Dojde k vytvoření tzv.
Taylorova kužele, což je mikroskopický
prostorový útvar, který je
výslednicí všech sil panujících na
vrcholu trysky. Vytažené vlákno se
pak na cestě ke kolektoru prodlužuje
a ještě štěpí, přičemž dochází
k obrovskému nárůstu povrchu, který
je spojen s masivním odchodem
rozpouštědel. Při vhodném uspořádání
trysky a kolektoru a správné
volbě rozpouštědel pak dopadají na
kolektor již suchá vlákna, která mají
submikronové průměry.
Princip elektrospinningu je znám
již delší dobu, ale nikomu se nepodařilo
jeho průmyslové využití s dostatečnou
výrobní kapacitou..Situace se
změnila v roce 2003, v němž Technická
univerzita v Liberci zažádala
o patent pro technologii průmyslové
výroby nanovlákenného materiálu.
Tato revoluční technologie byla
nazvána NanospiderTM.
V principu se jedná o modifikovaný
způsob přípravy nanovláken
a nanovlákenných vrstev metodou
elektrostatického zvlákňování roztoků
polymerů. Na rozdíl od ostatních
vědeckých postupů nepoužívá
NanospiderTM pro tvorbu vláken
žádných trysek ani kapilár. K tomu
slouží rotující válec částečně ponořený
v roztoku polymeru. Hlavní
výhodou této technologie je výrazný
vzrůst výrobní kapacity.
Patent na novou technologii
koupila od Technické univerzity
společnost Elmarco, která s univerzitou
i nadále těsně spolupracuje.
Společně zkonstruovaly řadu
laboratorních zařízení určených
pro výzkum a vývoj elektrospinningu,
ale především pilotní linky
pracující v šíři 1 a 1,6 m. Společnost
Elmarco poté vyprojektovala
a vyrobila první laboratorní zařízení
s názvem NS Lab (firma ho prodala
americké armádě) a první průmyslovou
linku na světě na výrobu
netkané textilie z nanovláken NSLine.
Tato linka dokáže vyrobit za
rok víc než 10 mil m2 této textilie.
První stroj NSLine koupil nadnárodní
koncern se sídlem v Americe,
zabývající se filtrací médií pro
dieselové motory.
Samotná výroba nanovláken, která
jsou viditelná pouze pod elektronovým
mikroskopem, je takovým
malým technickým zázrakem.
NANOSPIDER Antimicrobe Web™
firmy Elmarco, sloužící k odstraňování
fyzikálních a biologických nečistot
z vdechovaného nebo vydechovaného
vzduchu umí zachytit více než
99,9 % virů a bakterií. Za Antimicrobe
Web™ obdržela firma v roce 2007
světové ocenění Nano50™ v kategorii
Produkt./jdv/
