Technologie nanospider

Nanospider je unikátní technologie, která umožňuje průmyslovou výrobu netkaných textilií tvořených nanovlákny, tj. vlákny o průměru 20 až 500 nm. Tato vlákna nejsou viditelná pod běžnými mikroskopy, jejich průměr je menší než vlnová délka světla. Využití těchto materiálů je velmi široké. Dají se používat k filtraci, ve zdravotnictví, automobilovém průmyslu,energetice a dalších odvětvích jako je stavebnictví, automobilový průmysl, kosmetika, ochrana životního prostředí, ochranné pomůcky atd. Nanovlákna a jejich aplikace jsou odborníky na celém světě považovány za materiály třetího tisíciletí. 

Technologie Nanospider je založena na revolučním objevu, že je možné vytvořit Taylorův kužel a následný proud hmoty nejen z vrcholu kapiláry, ale také z tenké vrstvy roztoku polymeru. Tomto způsob byl nazván elektrospining. Vynalezl ho v roce 2003 profesor Oldřich Jirsák na katedře netkaných textilií Technické univerzity v Liberci. 

Na rozdíl od předchozích pokusů nepoužívá tato technologie žádných trysek ani kapilár pro tvorbu vláken. Jednou z možností je válec částečně ponořený v roztoku polymeru. Válec se otáčí kolem své osy a přitom se na jeho povrchu vytváří tenký film roztoku polymeru. V horní úvrati rotačního pohybu válce, což je současně místo s nejnižší vzdáleností od kolektoru - protielektrody, se v důsledku maximální intenzity elektrického pole začnou vytvářet mnohačetná ohniska Taylorových kuželů, která následné vyústí v proces zvlákňování. Taylorovy kužele a následně proudy hmoty jsou vytvářeny v husté síti pokrývající horní část válce. Tím je dosaženo vysoké výrobní kapacity zvlákňovaní hlavy Nanospideru. Proudy roztoku polymeru jsou poté zbaveny rozpouštědla a těsně před tím, než dosáhnou kolektoru, se stávají pevnými nanovlákny.

První pokusy o výrobu nanovláken byly realizovány v letech 1934 až 1944 společností Formalas. V tu dobu publikovala řadu patentů popisujících experimentální instalaci pro výrobu polymerových vláken při použití elektrostatické síly. V roce 1952 uměli Vonnegua a Neubauer vyrobit proud vysoce elektrifikovaných uniformních kapiček o průměru 0,1 mm a o tři roky později vyzkoumal Drozin rozptylování řad tekutin do aerosolů při vysoce elektrickém potenciálu. Další krok učinil v roce 1966 Simon, jenž patentoval přístroj na výrobu ultra tenkých a lehkých nanovlákenných tkanin s různými vzorky při použití elektrického zvlákňování. Zjistil, že vlákna z nízkoviskózních roztoků měla tendenci se zkracovat a zjemňovat zatímco vlákna z vysoceviskózních roztoků byla poměrně stále spojitá. 

V roce 1971 Baumgarten zhotovil přístroj k elektrozvlákňování akrylických vláken s průměrem v rozmezí 0,05 - 1,1 mikronů. Zvlákňovaná kapka se uvolňovala z kapilárové trubky z nerezové oceli a její stálá velikost byla udržována úpravou přiváděcí rychlosti infuzní pumpy. Kapilárová trubka byla spojena se stejnosměrným proudem o vysokém napětí, zatímco vlákna byla zachycována na uzemněné kovové cloně. Na tyto badatele a především na jejich následníky ve firmách Reneker a Chun a Larronda a Manley navázal výzkumnou činnost tým profesora Oldřicha Jirsáka z Technické univerzity v Liberci.

Licenci na průmyslová a laboratorní zařízení, která jsou založena na technologii Nanospider, zakoupil pan Ladislav Mareš pro svoji firmu Elmarco. Tato firma ji od roku 2005 nabízela jako jediná na světě. Od roku 2006 vyrábí tato firma různé nanovlákenné materiály. Jedním z nich je NANOSPIDER AntimicrobeWebTM, jenž slouží k odstraňování fyzikálních nebo biologických nečistot z vdechovaného nebo vydechovaného vzduchu. 

Jeho vlastnosti jej předurčují k použití v medicíně, například jako účinné obličejové masky proti ptačí chřipce. AntimicrobeWeb byl testován v americké Nelson Laboratories v Salt Lake City, kde bylo zjištěno, že efektivita záchytu virů je větší než 99,9 %, stejné parametry má efektivita záchytu bakterií. 

NANOSPIDER AcousticWebTM je zvukoabsorbční materiál, který vznikl aplikovaným výzkumem a vývojem firmy a Technické univerzity v Liberci. Mimořádné vlastnosti získal tento materiál díky nanovláknům, která mají unikátní schopnost pohlcovat zvuk v široké řadě frekvencí. Společnost Elmarco byla v roce 2007 jediným producentem strojů na výrobu netkaných textilií z nanovláken na světě. V březnu 2007 prodala firma do USA první průmyslovou linku, která zhotoví přibližně 6 miliónů metrů čtverečných těchto textilií za rok.

Zdroj: Wikipedie