[고분자]전기방사(electrospinning)

소개

전기방사법(electrospinning)은 1882년 Raleigh가 액체의 낙하시 정전기력이 표면장력을 극복할수 있다는 계산이 과학적 토대가 되어, 1934년에 독일의 엔지니어인 Formhals에 의해 특허를 받은 방법이다.

목차

1. Introduction
2. Electrospinning
3. Electrospinning of nanofibers
4. Summury

본문내용

`1. Introduction
전기방사법(electrospinning)은 1882년 Raleigh가 액체의 낙하시 정전기력이 표면장력을 극복할수 있다는 계산이 과학적 토대가 되어, 1934년에 독일의 엔지니어인 Formhals에 의해 특허를 받은 방법이다. 전기방사는 electrostatic force에 의해 낮은 점도 상태의 polymer를 사용하여 순간적으로 섬유형태로 방사하여 product를 얻는 방법이다. 전기방사법은 micrometer단위의 직경을 갖는 물질을 이용하여 nanometer단위의 섬유를 만들 수 있다는 중요한 특징을 가지고 있다. 그리하여, 약 10여년 전부터, 이러한 기술은 직경 20nm-1μm의 나노 파이버를 만드는데 사용되며 각광을 받고 있는 신기술이다.
나노 파이버의 장점은 극세 크기의 직경을 갖기 때문에 기존 섬유에 비해 큰 표면적을 갖기 때문에 나노 파이버를 필터용으로 사용할 수 있게 하는 재질로서 효과를 갖게 한다. 하지만 이러한 나노 파이버의 단점은 그 제조방법이 전기방사법만을 통하여 가능하고, 전기방사를 통하여 얻어진 나노 파이버가 고분자 자체의 molecular orientation을 통한 강도 향상을 얻기 어렵기 때문에 mechanical property가 낮다는데 있다.

2. Electrospinning
전기방사법은 충전된 polymer jet solution이나 melt를 얻기 위해 고전압을 사용한다. 이 충전된 polymer jet solution 또는 melt는 고분자 섬유를 얻기 위해 건조되거나 고체화 시킨 것이다. 한 전극은 다른 collector의 표면에 접착시키기 위해 solution이나 melt를 스핀코팅 시킨다. 전기영역의 주제가 되는 것은 capillary tube의 끝부분에 고분자 용액이 자체의 장력에 의해 달라붙게 만드는 것이다.

참고자료

· [1] J. M. Deitzel, W. Kosik, S. H. McKnight, N.C.B. Tan, J. M. DeSimone, S. Crette, “Electrospinning of polymer nanofibers with specific surface chemistry,”Polymer 43, 1025-1029, 2002.
· [2] D. Li, Y. Xia,“ Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel?,”Advanced Materials, 16 , 1151- 1170, 2004.
· [3] Z-M Huang, Y-Z. Zhang, M. Kotaki, S. Ramakrishna, “A review on polymer nanofibers by electrospining and their applications in nanocomposites,”Composites Science and Technology, 63, 2223-2253, 2003.