La combinación de dos tecnologías gemelas (electrohilado y electropulverización) para fabricar nuevos nanomateriales es un área de investigación urgente para los científicos de materiales e ingenieros biomédicos, según un nuevo artículo del profesor Hu Jinlian de la Universidad de la ciudad de Hong Kong (CityUHK) publicado en Materia .
La sinergia de electrohilado y electropulverización (ESS) puede tener un impacto positivo en diversos sectores, desde la bioingeniería y la tecnología textil hasta el tratamiento médico, la tecnología de defensa, la fabricación inteligente y la conversión de energía, sostiene el profesor Hu, que investiga el electrohilado, la electropulverización, las nanofibras, los nanomateriales, la salud humana y las membranas funcionales. .
"Esta tecnología ESS altamente integrada ha recibido gran atención por parte de los científicos en la última década, pero ahora nos enfrentamos a un período crítico de cuello de botella y vemos problemas ocultos debido al rápido desarrollo de la última década", explica el profesor Hu, director del Laboratorio de Materiales Portátiles para la Atención Médica y tiene un nombramiento conjunto en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y el Departamento de Ingeniería Biomédica de CityUHK.
La tecnología EES tiene ventajas incomparables sobre otras tecnologías de preparación de materiales micronano. Ofrece reducir los pasos necesarios en las tecnologías de preparación de materiales micronano, como la impresión 3D, la litografía u otros métodos químicos; proporciona una excelente controlabilidad del diámetro, orientación, morfología, densidad, tamaño de poro y propiedades químicas de las nanofibras; y logra la combinación perfecta de fibra 1D y micronanopartículas 0D/3D.
Sin embargo, los desafíos son muchos. Incluyen la necesidad de una generalización, resumen y clasificación más sistemática, y la desconexión entre la comunidad de investigación y la industria.
Hu sostiene que el enfoque de la investigación en curso sobre la combinación de mecanismos de electrohilado y electropulverización tiende a evitar la cuestión de la sinergia de los dos procesos y, en cambio, resalta las dos tecnologías separadas, pasando por alto las ventajas que pueden capturarse mediante la posible coordinación y cooperación entre los dos procesos. dos.
"Si se puede generalizar el concepto de tecnología EES, sin duda dará a los científicos nuevas ideas e inspirará muchos estudios. A su vez, también puede promover vigorosamente la iteración y actualización de la tecnología EES", argumenta el profesor Hu.
El asunto El artículo "Sinergismo de electrohilado y electropulverización:colaboración entre gemelos y tecnología en todas las dimensiones" explica que el electropulverizado y el electrohilado son procesos fundamentalmente similares. Sin embargo, existen diferencias.
"La tecnología de giro electrónico se utiliza a menudo como método de construcción de la estructura principal. Cabe señalar que la tecnología de giro electrónico a veces se puede utilizar con fines de modificación o regulación de la superficie. La tecnología de pulverización electrónica se utiliza generalmente como medio de control o modificación. de las propiedades de los materiales", afirma el profesor Hu.
En primer lugar, la tecnología EES enriquecerá significativamente la preparación de materiales micronanocompuestos. Será posible preparar estructuras complejas difíciles de obtener mediante métodos químicos tradicionales, lo cual es fundamental en catálisis, carga de fármacos y detección biológica.
En segundo lugar, la tecnología EES revolucionará el campo de la indumentaria funcional. Darle a la ropa funciones especiales, como impermeabilización, enfriamiento/calentamiento, anti-ultravioleta, detección de salud, etc., se convertirá en una tendencia en el desarrollo de productos básicos.
Además, las líneas de ensamblaje industrial de equipos EES ingresarán a la fábrica y completarán las cadenas de suministro, mientras que los canales de venta aparecerán gradualmente.
Utilizando los dos procesos juntos en lugar de por separado, los investigadores pueden contribuir a varios campos, por ejemplo, en el campo del medio ambiente natural, a través de la purificación, recuperación y reutilización de recursos hídricos utilizando materiales de membrana porosos.
Además de purificar el agua contaminada, las membranas de nanofibras basadas en la estrategia EES se pueden utilizar para recolectar agua, convirtiendo directamente el vapor de agua del medio ambiente en agua limpia. También son posibles aplicaciones de EES en la utilización de energía, la salud humana y las membranas funcionales.
"La tecnología EES se ha convertido en un medio importante para preparar materiales funcionales compuestos a micronanoescala durante los últimos 20 años. Este es un período crítico para su capacidad de superar desafíos importantes y avanzar hacia el éxito futuro. Deberíamos tener una sociedad abierta, emprendedora e innovadora. mentalidad para promover la próxima ronda de la revolución tecnológica EES", concluye el profesor Hu.
Más información: Materia (2024). DOI:10.1016/j.matt.2024.01.009
Información de la revista: Asunto
Proporcionado por la Universidad de la ciudad de Hong Kong
