Melt electrospinning
पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग एक प्रसंस्करण तकनीक है जो ऊतक इंजीनियरिंग, वस्त्र और निस्पंदन सहित अनुप्रयोगों के लिए बहुलक पिघल से रेशेदार संरचनाओं का उत्पादन करती है। सामान्य तौर पर, पॉलिमर पिघलने या पॉलिमर समाधान का उपयोग करके इलेक्ट्रोस्पिनिंग किया जा सकता है। हालांकि, मेल्ट इलेक्ट्रोस्पिनिंग इस मायने में अलग है कि फाइबर का संग्रह बहुत केंद्रित हो सकता है; चलती कलेक्टरों के साथ संयुक्त, मेल्ट इलेक्ट्रोस्पिनिंग लेखन 3 डी प्रिंटिंग करने का एक तरीका है। चूंकि वाष्पशील विलायकों का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए कुछ अनुप्रयोगों के लिए लाभ हैं जहां विलायक विषाक्तता और निर्माण के दौरान संचय एक चिंता का विषय है। पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग का पहला विवरण चार्ल्स नॉर्टन द्वारा 1936 में अनुमोदित पेटेंट में दिया गया था। इस पहली खोज के बाद, यह 1981 तक नहीं था कि पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग को तीन-पेपर श्रृंखला के हिस्से के रूप में वर्णित किया गया था। वैक्यूम में पिघले हुए इलेक्ट्रोस्पिनिंग पर एक बैठक सार 20 साल बाद 2001 में रेनेकर और रंगकुपान द्वारा प्रकाशित किया गया था। 2001 में इस वैज्ञानिक प्रकाशन के बाद से, पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग पर नियमित लेख हैं, जिसमें इस विषय पर समीक्षा भी शामिल है। 2011 में, एक अनुवाद संग्राहक के साथ मेल्ट इलेक्ट्रोस्पिनिंग को 3 डी प्रिंटिंग के एक नए वर्ग के रूप में प्रस्तावित किया गया था। सिद्धांत इलेक्ट्रोस्टैटिक फाइबर ड्राइंग की वही भौतिकी पिघलने वाले इलेक्ट्रोस्पिनिंग पर लागू होती है। पॉलिमर विलयन की तुलना में पॉलिमर पिघलने के भौतिक गुणों में क्या अंतर है। पॉलिमर पिघलने और पॉलिमर समाधानों की तुलना करते समय, पहले वाले आमतौर पर पॉलिमर समाधानों की तुलना में अधिक चिपचिपे होते हैं, और लंबे विद्युतीकृत जेटों की सूचना दी गई है। पिघले हुए विद्युतीकृत जेट को भी ठोस होने के लिए शीतलन की आवश्यकता होती है, जबकि समाधान इलेक्ट्रोस्पिनिंग वाष्पीकरण पर निर्भर करता है। जबकि पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग के परिणामस्वरूप आमतौर पर माइक्रोन व्यास के फाइबर होते हैं, पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग में विद्युतीकृत जेट का मार्ग अनुमानित हो सकता है। पैरामीटर तापमान एक पिघले हुए बहुलक को सुनिश्चित करने के लिए न्यूनतम तापमान की आवश्यकता होती है, जो स्पिनरेट की नोक तक होता है। विलयन इलेक्ट्रोस्पिनिंग की तुलना में स्पिनरेट्स की लंबाई अपेक्षाकृत कम होती है। प्रवाह दर फाइबर व्यास को नियंत्रित करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर पॉलिमर की स्पिनरेट में प्रवाह दर है-सामान्य रूप से, प्रवाह दर जितनी अधिक होगी, फाइबर व्यास उतना ही बड़ा होगा। जबकि रिपोर्ट की गई प्रवाह दर कम होती है, सभी तरल इलेक्ट्रोस्पन एकत्र किए जाते हैं, समाधान इलेक्ट्रोस्पिनिंग के विपरीत जहां विलायक का एक बड़ा हिस्सा वाष्पित होता है। आणविक भार इस बात के लिए महत्वपूर्ण है कि क्या बहुलक को इलेक्ट्रोस्पन पिघलाया जा सकता है। रैखिक सजातीय पॉलिमर के लिए, कम आणविक वजन (30,000 ग्राम/मोल से कम) के परिणामस्वरूप टूटे हुए और खराब गुणवत्ता वाले फाइबर हो सकते हैं। उच्च आणविक भार (100,000 ग्राम/मोल से ऊपर) के लिए, पॉलिमर को स्पिनरेट के माध्यम से प्रवाहित करना बहुत मुश्किल हो सकता है। कई पिघले हुए इलेक्ट्रोस्पन फाइबर 40,000 और 80,000 ग्राम/मोल के बीच आणविक भार का उपयोग करते हैं या कम और उच्च आणविक भार वाले पॉलिमर के मिश्रण हैं। वोल्टेज को संशोधित करने से परिणामी फाइबर व्यास पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं पड़ता है, हालांकि यह बताया गया है कि उच्च गुणवत्ता और सुसंगत फाइबर बनाने के लिए एक इष्टतम वोल्टेज की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोस्पिन को पिघलाने के लिए 0.7kV से लेकर 60kV तक के कम वोल्टेज का उपयोग किया गया है। उपकरण विभिन्न पिघलने वाली इलेक्ट्रोस्पिनिंग मशीनों का निर्माण किया गया है, जिनमें से कुछ ऊर्ध्वाधर रूप से और कुछ क्षैतिज रूप से लगाए गए हैं। पॉलिमर को गर्म करने का तरीका अलग-अलग होता है और इसमें विद्युत हीटर, गर्म हवा और परिसंचारी हीटर शामिल हैं। इलेक्ट्रोस्पिनिंग को पिघलाने का एक तरीका एक ठोस पॉलिमर फिलामेंट को लेजर में धकेलना है, जो पिघल जाता है और इलेक्ट्रोस्पन होता है। थर्मोसेट (जैसे बेकेलाइट) और जैविक रूप से व्युत्पन्न पॉलिमर (जैसे कोलेजन) को छोड़कर, पिघलने वाले इलेक्ट्रोस्पिनिंग के लिए पिघलने बिंदु या कांच संक्रमण तापमान (टी. जी.) प्रदर्शित करने वाले पॉलिमर की आवश्यकता होती है। पॉलिमर पिघलने वाले इलेक्ट्रोस्पन में अब तक शामिल हैंः पॉलीकैप्रोलैक्टोन पॉलीलैक्टिक एसिड पॉली (लैक्टाइड-को-ग्लाइकोलाइड) पॉली (मिथाइल मेथाक्रिलेट) पॉलीप्रोपाइलीन पॉली (कैप्रोलैक्टोन-ब्लॉक-एथिलीन ग्लाइकोल) पॉलीयुरेथेन ये पॉलिमर सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले पॉलिमर के उदाहरण हैं, और एक अधिक व्यापक सूची कहीं और पाई जा सकती है। विलयन इलेक्ट्रोस्पिनिंग के पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग दर्पण के संभावित अनुप्रयोगों का उपयोग करता है। पॉलिमर को संसाधित करने के लिए सॉल्वैंट्स का उपयोग न करना ऊतक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में सहायता करता है जहां सॉल्वैंट्स अक्सर विषाक्त होते हैं। इसके अतिरिक्त, पॉलीप्रोपाइलीन या पॉलीइथिलीन जैसे कुछ पॉलिमर आसानी से विघटित नहीं होते हैं, इसलिए पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग उन्हें रेशेदार सामग्री में इलेक्ट्रोस्पिन करने का एक तरीका है। ऊतक इंजीनियरिंग पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग का उपयोग ऊतक इंजीनियरिंग अनुसंधान के लिए जैव चिकित्सा सामग्री को संसाधित करने के लिए किया जाता है। वाष्पशील सॉल्वैंट्स अक्सर विषाक्त होते हैं इसलिए सॉल्वैंट्स से बचने से इस क्षेत्र में लाभ होता है। पिघला हुआ इलेक्ट्रोस्पन फाइबर का उपयोग "बाइमोडल टिश्यू स्कैफोल्ड" के हिस्से के रूप में किया जाता था, जहां माइक्रोन-स्केल और नैनो-स्केल फाइबर दोनों को एक साथ जमा किया जाता था। पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग के माध्यम से बनाए गए मचान को कोशिकाओं के साथ पूरी तरह से प्रवेश किया जा सकता है, जो बदले में मचान के भीतर बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स का उत्पादन करते हैं। ड्रग डिलीवरी मेल्ट इलेक्ट्रोस्पिनिंग भी ड्रग डिलीवरी के लिए ड्रग-लोडेड फाइबर तैयार करने में सक्षम है। यह औषधीय प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में एक आशाजनक नई सूत्रीकरण तकनीक है जो उन्नत या नियंत्रित दवा विघटन के साथ अनाकार ठोस फैलाव या ठोस समाधान तैयार करने के लिए है क्योंकि यह पिघल निष्कर्षण के लाभों को जोड़ सकता है (जैसे। विलायक-मुक्त, प्रभावी अमोर्फीजेशन, निरंतर प्रक्रिया) और विलायक-आधारित इलेक्ट्रोस्पिनिंग (सतह क्षेत्र में वृद्धि)। पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग लेखन पिघल इलेक्ट्रोस्पिनिंग के माध्यम से बनाए गए विद्युतीकृत पिघले हुए जेट का एक अधिक अनुमानित मार्ग होता है, और बहुलक तंतुओं को संग्राहक पर सटीक रूप से जमा किया जा सकता है। जब संग्राहक को पर्याप्त गति से स्थानांतरित किया जाता है (जिसे महत्वपूर्ण अनुवाद गति के रूप में संदर्भित किया जाता है), तो सीधे पिघलने वाले इलेक्ट्रोस्पन फाइबर को परत पर परत दृष्टिकोण में जमा किया जा सकता है। यह जटिल, सुव्यवस्थित संरचनाओं के निर्माण के लिए सक्षम बनाता है। इस संबंध में मेल्ट इलेक्ट्रोस्पिनिंग राइटिंग (एम. ई. डब्ल्यू.) को 3डी प्रिंटिंग का एक वर्ग माना जा सकता है। पिघला हुआ इलेक्ट्रोस्पिनिंग लेखन या तो एक अनुवादित सपाट सतह या एक घूर्णन सिलेंडर/मैंड्रेल का उपयोग करके किया गया है। अधिकांश पॉलिमर जो पिघल-इलेक्ट्रोस्पन हो सकते हैं, यह मानते हुए भी लिखे जा सकते हैं कि मापदंडों को इस तरह से ट्यून किया जा सकता है कि एक स्थिर जेट का उत्पादन किया जा सके। पॉलीविनिलिडीन डिफ्लोराइड (पी. वी. डी. एफ.) जैसे पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर को भी एम. ई. डब्ल्यू. के माध्यम से संसाधित करने योग्य दिखाया गया है, जो 3 डी मुद्रित सेंसर, सॉफ्ट रोबोटिक्स और बायोफैब्रिकेशन में आगे के अनुप्रयोगों में संभावित अनुप्रयोगों को खोलता है। संदर्भ पॉलिमर भौतिकी