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Mit Carnival Tech erschaffen Forscher Nanofasern, die von Zuckerwatte inspiriert sind

2019

Selten überlappen sich die Welten der Nanotech- und Karnevalsküche, aber wenn sie es tun, können die Ergebnisse ziemlich süß sein. Ein Team von Ingenieuren hat eine Technologie zur Herstellung von Nanofasern entwickelt, die zur Hälfte aus Hochgeschwindigkeitszentrifugen und zur Hälfte aus Zuckerwatte besteht und ultradünne Nanofasern mit einem Durchmesser von nur 100 Nanometern spinnt und streckt.

Wie die meisten Technologien mit dem Präfix "Nano" hat diese eine breite Palette von Anwendungen in Bereichen, die von Textilien über Luftfilter bis hin zu Biotechnologie reichen. Darüber hinaus könnten die Kosten und die Komplexität der Nanofaserherstellung drastisch gesenkt werden, wodurch die winzigen Fäden in zahllosen Fällen zu einer kostengünstigen Option werden Produkte.

Bei der Herstellung von Nanofasern wenden die Hersteller im Allgemeinen eine Technik an, die als Elektrospinnen bezeichnet wird. Dabei wird eine Hochspannungsladung durch eine Polymerflüssigkeit geschossen, um lange Nanofäden zu extrahieren. Die Fäden selbst sind in Ordnung, aber der Prozess bietet wenig Kontrolle und ist nicht wirklich für die Massenfertigung skalierbar, ganz zu schweigen von dem etwas energieintensiven.

Die neue Methode setzt auf das Rotations-Jet-Spinning, das der Methode in Zuckerwattemaschinen zum Herausziehen langer, wischiger Fäden aus geschmolzenem Zucker sehr ähnlich ist. Die Maschine führt schnell ein Polymermaterial in eine rotierende Trommel ein und spinnt das Material dann durch eine Extrusionsnadel in lange, dünne Fasern aus. Fasern können leicht dicker oder dünner konstruiert werden, unterschiedliche Texturen aufweisen oder direkt in Formen gesponnen werden, die sie zu 3-D-Strukturen formen. Das Ergebnis ist mehr Kontrolle, höhere Ausbeuten und ein weitaus einfacherer Gesamtprozess im Vergleich zum Elektrospinnen.

Das Team hat das Gerät bereits an einer Handvoll synthetischer und natürlicher Polymere getestet, einschließlich der umweltfreundlichen Polymilchsäure, die ansonsten als biologisch abbaubarer Kunststoff aus Maisstärke bekannt ist. Sie verwendeten es sogar, um Gewebegerüste zu formen, in denen biologische Substanzen kontrolliert wachsen können. Durch die Integration von Herzgewebe von Ratten in die Nanofasern konnten sie im Labor schlagendes Muskelgewebe wachsen lassen. Und das alles nur für den Anfang. Im Gegensatz zu Zuckerwatte sollte diese Nanofasertechnologie mit der Zeit besser werden.

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