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Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale

Résumé

Introduction

Méthodes

Matériaux

Préparation de nanofibres PVDF-HFP sous différentes valeurs de tension

Préparation de nanofibres PVA sous différentes valeurs de tension

Caractérisation

Résultats et discussions

Diagramme schématique de l'évolution du jet et simulation numérique du champ électrique autour de l'électrode avec changement de tension

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — a–f Diagramme schématique de l'évolution du jet et distribution du champ électrique à trois longueurs de gouttelette proéminente (longue, courte, aucune gouttelette proéminente).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — a Distribution du champ électrique et b diagramme de vecteurs de vitesse autour de la pointe de l'aiguille (gouttelette proéminente existe) ; c distribution du champ électrique et d diagramme de vecteurs de vitesse autour de la pointe de l'aiguille (aucune gouttelette proéminente n'existe).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Diagramme schématique de la distribution du champ électrique et du nombre de jets sans gouttelette proéminente sous haute tension.

Vérification expérimentale par nanofibres PVDF-HFP électrofilées

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Morphologie des nanofibres PVDF-HFP sous différentes valeurs de tension a 6 kV, b 10 kV, c 15 kV, d 20 kV, e 25 kV et f 30 kV (barre d'échelle 600 nm).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Images optiques de l'évolution du jet dans le processus de filage sous différentes valeurs de tension a 6 kV, b 10 kV, c 15 kV, d 20 kV, e 25 kV et f 30 kV (diamètre interne de la filière 0,8 mm, diamètre externe 1,2 mm).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Distribution du diamètre des nanofibres PVDF-HFP sous différentes valeurs de tension a 6 kV, b 10 kV, c 15 kV, d 20 kV, e 25 kV et f 30 kV.

Vérification expérimentale par nanofibres PVA électrofilées

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Morphologie des nanofibres PVA sous différentes valeurs de tension a 7 kV, b 10 kV, c 15 kV, d 20 kV, e 25 kV et f 30 kV (barre d'échelle 600 nm).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Images optiques du nombre de jets dans le processus de filage sous valeurs de tension a 15 kV, b 20 kV et c 30 kV (diamètre interne de la filière 0,8 mm, diamètre externe 1,2 mm).

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Distribution du diamètre des nanofibres PVA sous différentes valeurs de tension.

Conclusion du processus de filage avec l'augmentation de la tension et discussion du mécanisme de l'évolution du jet affectant le processus de filage et la morphologie des nanofibres

Comment la tension façonne les jets électrofilés et la morphologie des nanofibres : simulations et validation expérimentale — Diagramme schématique du processus de filage et évolution du jet avec l'augmentation de la tension.

Conclusions

Disponibilité des données et matériaux

Abréviations

DMF: N,N-Diméthylformamide
PVA: Alcool polyvinylique
PVDF-HFP: Poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène)
RH: Humidité relative
TNE: Électrofilage mono-aiguille traditionnel

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