เส้นใยนาโนเซรามิก

Abstract

บทคัดย่อ

เส้นใยนาโนเซรามิกเป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจอย่างมากในการนำไปประยุกต์ใช้งานที่ หลากหลายด้วยสมบัติที่ขึ้นกับพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นและขนาดที่เล็กลงของวัสดุ นอกจากนี้เส้นใยนาโนยังมี สมบัติพิเศษทั้งทางด้านฟิสิกส์ เคมี และชีวภาพ ตัวอย่างเช่น การนำไปประยุกต์ใช้กับงานที่ต้องการพื้นที่ ผิวสัมผัสสูง เช่น แผ่นกรอง (filter) ตัวตรวจจับ (sensor) ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) ตัวดูดซับ (adsorbent) ใช้ในการแยกสาร(separation) และในวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (tissue engineering) เป็นต้น ทั้งนี้ ขึ้นกับวิธีและสารที่นำมาสังเคราะห์ อย่างไรก็ตามการสังเคราะห์เซรามิกที่มีโครงสร้างในระดับนาโนเพื่อ การค้านั้น จะต้องมีการควบคุมขนาดที่แน่นอน ทำให้มีข้อจำกัดในการนำไปใช้งานจริง ซึ่งเทคนิคอิเล็ก โตรสปินนิงนับว่าเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพที่สามารถประดิษฐ์เส้นใยนาโนในระดับ อุตสาหกรรมได้ โดยเป็นเทคนิคที่อาศัยแรงทางไฟฟ้าสถิตในการผลิตเส้นใยที่มีความต่อเนื่อง มีการ จัดเรียงตัวของเส้นใยที่ดี มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูง และอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูง จึงได้มีการ ปรับปรุงกระบวนการนี้ในการประดิษฐ์เส้นใยนาโนเซรามิก ด้วยการนำเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิงและ โซล-เจลมาใช้ร่วมกันในการประดิษฐ์เส้นใยนาโนเซรามิกที่มีความแตกต่างของขนาด สัดส่วน และ รูปแบบโครงสร้าง จากนั้นจึงทำการแคลไซน์ (calcination) และการซินเตอร์ (sintering) เพื่อเปลี่ยนสาร ตั้งต้นไปเป็นเซรามิกที่ต้องการ

คำสำคัญ : เส้นใยนาโนเซรามิก; อิเล็กโตรสปินนิง; โซล-เจล

Abstract

Ceramic nanofiber is an attractive material for various applications because its property depends on a rising surface area and diminishing particle size. Furthermore, ceramic nanofibers also have special physical, chemical and biological properties such as filters, sensors, catalysts, absorbents, and separation and tissue engineering for high surface area applications. However, each application needs a specific method and preparation precursor in order to perform efficiently. Although the precise shape of ceramic nanofibers is formed and controlled using the synthesis method for commercial purposes, this technique is limited by the need for special conditions. Thus, electrospinning is the best technique for nanofiber synthesis in the industrial world, due to its continuous fiber processing, good homogeneity, high specific surface area and high length-to-diameter ratio. Therefore, ceramic nanofibers can be synthesized and developed using the electrospinning technique combined with the sol-gel method. The size, shape and structure of these nanofibers can be controlled by various processing conditions. Calcination and sintering processes are applied to precursors in order to obtain dense ceramic nanofiber.

Keywords : Ceramic nanofibers; Electrospining; Sol gel