مواد و ساخت پیشرفته

نانوساختارهای پیچیده را می‌توان به‌طور گسترده‌ای در طبیعت یافت، به‌عنوان‌مثال نانوبلورهای مغناطیسی و بلورهای موم آبگریز 1 نانومتری. نانوساختارها برای تولید نانو موادهای کاربردی جدید، به ویژه مواد چندمنظوره که ناشی از اقدامات هم‌افزایی چندین ماده فعال هستند بسیار مفید هستند.
از طرف دیگر، ساختن نانو ساختارهای پیچیده، محققان را به چالش می‌کشد، زیرا با روش‌های سنتی "از بالا به پایین" یا " از پایین به بالا" نمی‌توان آن‌ها را به راحتی و با قدرت ساخت.
در طی جند دهه گذشته، ساختارهای پوسته – مغزی ( آرایش فضای داخلی-بیرونی) و نانوساختارهای کنار هم یا Janus و مشتقات آن‌ها به عنوان ستون حمایتی از تحولات نانوساختارهای کاربردی عمل کرده‌اند.
Janus ، انواع خاصی از نانو ذرات یا ریز ذرات هستند که سطح آن‌ها دارای دو یا بیشتر خصوصیات فیزیکی هستند. این سطح منحصربه‌فرد از ذرات Janus اجازه می‌دهد تا دو نوع مختلف شیمی در همان ذره اتفاق بیفتد. ساده‌ترین حالت ذره Janus با تقسیم ذره به دو قسمت مجزا حاصل می‌شود که هر یک از آن‌ها از یک ماده متفاوت ساخته شده‌اند، یا تحمل گروه‌های عملکردی مختلف را دارند.
درست مانند تکنیک‌های ریسندگی تر و ریسندگی خشک مورد استفاده در صنعت نساجی، الکترواسپینینگ ( که قبلاً ریسندگی الکترواستاتیک نامیده می‌شد) روشی مفید برای تهیه پارچه‌های غیر بافته است. الکترواسپینیگ یک روش ساخت است که از نیروهای الکترواستاتیک برای تواید الیاف با ضخامت بین ده‌ها نانومتر تا چند میکرومتر استفاده می‌کنند. محبوبیت این روش در این دوره زمانی از نانو تکنولوژی، در توانایی آن در ایجاد مستقیم الیاف پلیمری در مقیاس نانو و پارچه‌های غیر بافته شامل نانو الیاف است و همچنین وسیله‌ای برای کارکرد آسان آن‌ها می‌باشد. تحولات اخیر در الکترواسپینینگ، ارزش اضافی این فرایند ساده و سرراست را در ایجاد نانوساختارهای پیچیده نشان داده است.
در مطالعات اخیر، پروفسور Deng-Guang Yu از دانشگاه علوم و فناوری شانگهای و همکارانش به دنبال کشف پیشرفت‌های اخیر در این زمینه و چگونگی انتقال این فناوری ساخت به تولید نانوساختارها بودند.
فرایندهای جدید چند منظوره الکترواسپینینگ شامل عملیات هم‌زمان سه یا چهار سیال کاری در یک رفتار سازمان‌یافته مانند سه لایه‌ها یا چهار لایه‌های هم محور، سه لایه‌های کنار هم، و دو لایه هم محور با مراکز کنار هم، که تا حد زیادی توانایی الکترواسپینیگ در تولید نانو ساختارهای پیچیده را گسترش می‌دهد.
فرایند الکترواسپینینگ چند لایه‌ای، روش و تکنیک مفیدی برای ساخت نانوساختارهای پیچیده است.
ازآنجایی‌که این تکنیک هنوز در مراحل ابتدایی خود است، چندین زمینه در این مورد برای غلبه بر چالش‌های باقیمانده، مانند طراحی معقول یک اسپینر ساختاری برای هدایت سه یا چند مایع کاری متفاوت در میدان‌های الکتریکی، گنجاندن یک یا دو مایع کاری غیرقابل اسپین در تشکیل نانو الیاف ساختاری جدید، و درک مکانیزم‌های تشکیل مرتبط است.
محققان خاطر نشان کردند که درخشان‌ترین نکته برای تحقیقات آینده باید اجرای این نانوساختارهای پیچیده در کاربردهای کاربردی باشد.
با توجه به وضعیت فعلی نانوساختارهای پیچیده حاصل از چرخش‌های الکتریکی، محققان معتقدند که قادر به ایجاد یک سری از دوزهای جدید برای درمان ترکیبی از چندین داروی ضد سرطان مختلف، هستند.
منبع:
https://www.advancedsciencenews.com/building-complex-nanostructures-using-electrospinning/
https://en.wikipedia.org/wiki/Janus_particles