"전기 방사"라는 단어는 "전기 방사"또는 이전의 "정전기 방사"에서 유래되었습니다. 일반적으로 중국에서는 "전기 방사", "전기 방사"등으로 불립니다. 1934년에 포르말라스는 정전기력을 이용하여 고분자 섬유를 제조하는 실험 장치를 발명하고 특허를 출원했습니다. 그의 특허는 고분자 용액이 전극 사이에 제트를 형성하는 방법을 공개했으며, 이는 고전압 정전기의 사용을 자세히 설명한 최초의 특허였습니다. 전기방사기술을 이용한 섬유제조의 시작으로 인정받고 있습니다. 그러나 과학적 근거에서 본 발명은 1745년에 개념이 시작된 정전무화 또는 전기분무의 특별한 경우로 간주될 수 있습니다. 정전기 미립화와 전기방사의 가장 큰 차이점은 서로 다른 작동 매체를 사용한다는 것입니다. 정전기 미립화는 저점도 뉴턴 유체를 사용하는 반면, 전기방사는 고점도 비뉴턴 유체를 사용합니다. 이러한 방식으로 정전기 미립화 기술에 대한 연구는 전기방사 시스템에 대한 특정 이론적 기초와 토대를 제공합니다. 전기방사 공정에 대한 심층적인 연구에는 정전기학, 전기유체역학, 유변학, 공기역학 및 기타 분야가 포함됩니다.
1930년대부터 1980년대까지 전기방사 기술의 발전은 상대적으로 더뎠다. 대부분의 과학 연구자들은 전기방사 장치에 대한 연구에 집중해 일련의 특허를 출원했지만 폭넓은 관심을 끌지는 못했다. 1990년대 미국 애크런대학교 레네커(Reneker) 연구그룹은 전기방사 기술과 응용에 대해 심도 있고 광범위한 연구를 진행했다. 특히 최근에는 나노기술의 발달로 전기방사 기술이 급속도로 발전하고 있으며, 전 세계 과학 연구계와 산업계에서 이 기술에 큰 관심을 보이고 있습니다. 이 기간 동안 전기방사 기술의 개발은 대략 4단계를 거쳤습니다. 첫 번째 단계는 주로 다양한 폴리머의 방사성과 공정 매개변수가 방사 공정 중 섬유 직경과 성능에 미치는 영향, 공정 매개변수의 최적화를 연구합니다. 두 번째 단계는 주로 전기방사 나노섬유 구성요소의 다양화와 구조의 미세 제어를 연구하고, 세 번째 단계는 주로 전기방사 섬유를 에너지, 환경, 생물의학, 광전자공학 및 기타 분야에 적용하는 것을 연구합니다. 섬유 대량 제조 문제. 위의 네 단계는 서로 혼합되어 있으며 명확한 경계가 없습니다. 나노기술의 발전과 함께 나노섬유를 생산할 수 있는 간단하고 효과적인 새로운 가공기술인 전기방사는 생물의학재료, 여과 및 보호, 촉매작용, 에너지, 광전자공학, 식품공학, 화장품 및 기타 분야에서 큰 역할을 할 것입니다.
① 생물의학 분야에서 나노섬유의 직경은 세포의 직경보다 작으며 자연적인 세포외 기질의 구조와 생물학적 기능을 시뮬레이션할 수 있으며 대부분의 인간 조직과 기관은 형태와 형태가 나노섬유와 유사합니다. 구조는 나노섬유가 조직 및 장기 복구에 사용될 수 있는 가능성을 제공합니다. 일부 전기방사 원료는 생체 적합성과 분해성이 뛰어나고 인체에 들어가는 운반체로 사용될 수 있으며 또한 쉽게 흡수됩니다. 큰 비표면적, 다공성 및 기타 우수한 특성으로 인해 생물 의학 분야의 연구자로부터 지속적인 관심을 받고 있으며 약물 방출 제어, 상처 복구, 생체 조직 공학 등에 널리 사용되었습니다.
②섬유 필터 재료의 여과 효율은 섬유 직경이 감소함에 따라 증가하므로 섬유 직경을 줄이는 것이 섬유 필터 재료의 여과 성능을 향상시키는 효과적인 방법이 되었습니다. 작은 직경 외에도 전기방사 섬유는 작은 기공 크기, 높은 다공성 및 우수한 섬유 균일성 등의 장점을 갖고 있어 가스 여과, 액체 여과 및 개인 보호 분야에서 큰 응용 가능성을 보여줍니다.
③ 전기방사 섬유는 섬유의 미세구조를 효과적으로 조절할 수 있으며, 표면에너지가 낮은 물질과 결합하면 초소수성 물질을 얻을 수 있어 선박 외판에 활용될 것으로 기대된다. , 송유관 내벽, 고층 유리, 자동차 유리 등 그러나, 전기방사된 섬유재료를 상기 자가세정 분야에 사용하기 위해서는 강도, 내마모성, 섬유막 재료와 매트릭스 재료 간의 결합견뢰도 등이 향상되어야 한다.
4나노 구조를 지닌 촉매 입자는 뭉치기 쉬우므로 분산 및 활용에 영향을 미치므로 전기방사 섬유 소재를 주형으로 사용하여 균일한 분산을 얻을 수 있으며 고분자 담체의 유연성도 활용할 수 있습니다. 또한 마이크로 및 나노 크기의 촉매 물질과 폴리머의 표면 복합재를 사용하여 강력한 시너지 효과를 생성하고 촉매 효율을 향상시킬 수도 있습니다.
⑤ 전기방사된 나노섬유는 비표면적과 다공성이 높아 감지물질과 감지물체 사이의 상호작용 면적을 늘릴 수 있어 센서 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 전기방사 나노섬유는 에너지, 광전자공학, 식품공학 및 기타 분야에서도 사용될 수 있습니다. 전기방사 기술은 1차원 나노구조 소재를 구성하는 분야에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 전기방사 기술을 이용하여 다양한 구조의 나노섬유 소재를 성공적으로 제조하였다. 노즐 구조 변경, 실험 조건 제어 등과 같은 다양한 준비 방법을 통해 다양한 수집 장치를 설계하여 고체, 중공, 코어-쉘 구조의 극세 섬유 또는 거미줄 구조의 2차원 섬유막을 얻을 수 있습니다. 단일 섬유, 섬유 다발, 고배향 섬유 또는 무작위 배향 섬유 필름 등을 얻을 수 있습니다. 그러나 전기방사 기술은 섬유 구조를 조절하는 데 여전히 몇 가지 과제에 직면해 있습니다. 첫째, 전기방사 섬유의 산업적 응용을 실현하려면 단섬유 또는 연속 섬유와 유사한 나노섬유 묶음을 얻는 것이 필요합니다. 배향성 섬유의 제조는 이를 해결하는 것입니다. 문제는 효과적인 방법을 제공하지만 목표까지는 아직 갈 길이 멀다. 향후 연구에서는 노즐, 수용 장치를 개선하고 방향성 섬유를 얻기 위해 보조 전극을 추가하여 섬유를 최대한 직선화하고 정렬하려고 노력할 것이다. 우수한 포괄적인 특성을 가지고 있습니다. 둘째, 전기방사 나노섬유라는 새로운 연구분야로서 나노거미줄에 대한 연구는 아직 초기 단계에 있으며, 나노거미줄 형성과정에 대한 이론적 분석과 모델구축에 대한 심층적인 연구가 필요하다. 또한, 초미세 여과 분야에서 전기방사 섬유막의 적용 성능을 향상시키기 위해서는 섬유의 직경을 줄여야 하며, 평균 섬유 직경을 20nm 이하로 줄이는 것이 전기방사 기술이 직면한 과제이다. 센서에서 섬유의 성능을 향상시키기 위해 촉매작용, 촉매작용 등의 분야에서의 응용 성능을 위해서는 다공성 또는 중공 구조의 나노섬유를 제조하여 섬유의 비표면적을 증가시키는 것이 효과적인 방법이지만 추가적인 연구가 진행 중이다. 여전히 필요합니다.