Il processo di elettrofilatura per la produzione di nanofibre.

Quando il diametro delle fibre viene ridotto a livello nanometrico, queste presentano caratteristiche interessanti quali: maggior rapporto superfice/ volume, migliori proprietà meccaniche e strutturali rispetto alle fibre tradizionali.

Negli ultimi anni sono state provate diverse tecniche per realizzare polimeri fibrosi ultrafini, ma l’elettrofilatura è sicuramente l’unica in grado di produrre nanofibre singole e filamenti continui.

L’idea di adoperare un campo elettrico per ottenere fibre molto sottili nasce intorno agli anni trenta, ma è solo negli ultimi venti anni che tale tecnica è stata rivalutata, probabilmente a causa del crescente interesse per le nanotecnologie.

L’apparato strumentale è costituito da tre elementi fondamentali: una siringa con un capillare di diametro intorno al millimetro dove viene inserito il fluido polimerico sotto forma di fuso o soluzione, un generatore di alta tensione (10±40 KV) ed un collettore metallico collegato a massa. Il generatore, tramite un elettrodo posizionato all’interno della siringa, carica elettrostaticamente il fluido che viene emesso dal capillare verso il collettore. Durante questo tragitto avviene l’evaporazione del solvente, nel caso si adoperi una soluzione, o la solidificazione del fuso. Il getto viene infine raccolto dal collettore sotto forma di non tessuto.

Il processo di trasformazione del fluido e le proprietà delle nanofibre ottenute dipendono da diversi parametri, suddivisi in: parametri strumentali (potenziale elettrico, distanza tra gli elettrodi, pressione idrostatica) e parametri della soluzione (viscosità, densità di carica, tensione superficiale).

Le fibre elettrofilate presentano caratteristiche peculiari, quali elevata porosità, elevato rapporto superficie/volume, carica elettrostatica ecc. che le rendono eccellenti candidate in diversi settori applicativi. Infatti, date le ridotte dimensioni e la loro porosità, possono essere utilizzate in campo biomedico per la fabbricazione di membrane per la pelle, di protesi vascolari o di supporti biocompatibiliti per la proliferazione di cellule. L’elevato rapporto superficie volume può essere sfruttato per migliorare i sistemi di trasporto e rilascio dei farmaci e le prestazioni dei materiali compositi. Inoltre nanofibre elettrostaticamente cariche e dall’elevato rapporto superficie volume possono essere usate per migliorare l’efficienza di filtrazione dei filtri.

Infine, per le loro dimensioni risultano interessanti nel settore dei nano-dispositivi elettronici, fotovoltaici e nano-sensori (elettronici, piezoelettrici e biomedici).

Rimangono però ancora alcuni obiettivi da raggiungere come il controllo e l’eliminazione dei difetti delle nanofibre prodotte e la messa a punto di  sistemi di raccolta per ottenere filamenti continui.