Laboratorní zařízení pro přípravu nanovlákenné membrány s inkorporovaným granulátem

Laboratorní zařízení slouží k přípravě nanovlákenné struktury při současné integraci částic do mezivlákenných prostor, a to tak, aby nedocházelo k jejich uvolňování. Zařízení je založené na světově unikátní technologii produkce nanovláken využívající střídavý proud. K upevnění dochází uzavíráním této vrstvy dalším materiálem. Nově vzniklé kompozitní funkcionalizované nanomateriály mají tedy charakter membrány s tím, že obsahují na jeden gram polymerního materiálu až trojnásobnou hmotnost práškového materiálu při vysoké homogenizaci rozložení práškového materiálu v nanovlákenné matrici. Právě díky homogennímu rozmístění v prostoru je aktivní povrch těchto práškových materiálů více přístupný a tyto kompozity si najdou uplatnění ve všech aplikacích, kde je tento jev žádoucí, jako například absorpce nebezpečných agens či aplikace, kde je stěžení vyšší využitelnost aktivních látek.

Klíčové vlastnosti

Unikátnost

Zařízení je založené na světově unikátní technologii produkce nanovláken využívající střídavý proud. Tato technologie umožňuje vytvářet zcela inovativní nanovlákenné struktury, které lze modifikovat různými dalšími postupy v průběhu zvlákňovacího procesu a přidávat jim tak různé specifické funkční vlastnosti.

Spolehlivost

Odborný tým společnosti Nanotech dynamics, s.r.o. má více než 12 let zkušeností s technologickým vývojem světově unikátních zařízení ale i s výrobou široké škály nanovlákenných struktur. Tyto zkušenosti společně s pečlivou selekcí těch nejodolnějších a nejkvalitnějších materiálů pro konstrukční a ovládací prvky jsou zárukou té nejvyšší kvality, a to i při vysokém provozním zatížení. Samozřejmostí je také technická podpora, servis a zaškolení obsluhy.

Jednoduchost

Uživatelskou přívětivost zajišťuje přesné a jednoduché nastavení procesních parametrů pomocí 15” dotykového panelu společně se snadnou vyměnitelností jednotlivých technologických prvků ve zvlákňovací komoře. Veškeré klíčové komponenty jsou snadno dostupné a tím je zařízení velice jednoduché na použití, údržbu a čištění.

Flexibilita

Zařízení lze dodat v různých variantách a dále upravit dle konkrétních požadavků zákazníka a cílové aplikace. Vnitřní zvlákňovací prostor umožňuje vysokou modularitu a flexibilitu uspořádání technologických prvků na základě potřeb laboratorních experimentů či výrobního procesu. Výhodou je také možnost pokročilého sběru a interpretace procesních dat a naměřených parametrů.

Bezpečnost

Bezpečnost je zajištěna integrací sofistikovaného kontrolního a řídicího systému, hasicím systémem, samotnou konstrukcí zařízení a nízkou úrovní hluku v provozu. Zvlákňovací komora je utěsněna a opatřena bezpečnostními zámky a chod zařízení je indikován výstražným osvětlením. V průběhu zvlákňovacího procesu je kontrolním a řídicím systémem uživatelům zamezen přístup do zvlákňovací komory a v případě detekce jakékoliv anomálie je proces přerušen. Hasicí systém chrání uživatele i samotné zařízení před požárem a okamžitě reaguje, dojde-li v průběhu pokusů ke vznícení v prostoru zvlákňovací komory.

Efektivita

Zařízení je schopné kontinuálním způsobem zvlákňovat širokou škálu biomedicinských i technických polymerů na různé podkladové materiály pro řadu aplikačních oblastí. Zvlákňovací proces je nastaven tak, aby docházelo k efektivnímu dávkování polymerního roztoku, byly minimalizovány jakékoliv materiálové ztráty a aby samotný proces spotřebovával minimální množství elektrické energie.

Parametry

popis zařízení

Možnost integrace až trojnásobné hmotnosti práškového materiálu do meziprostoru nanovlákenné matrice
Homogenní rozložení prášku v objemu nanostruktur násobící jeho aktivní povrch
Schopnost kontinuálně zvlákňovat širokou škálu lékařských polymerů (PLA, PCL, PVA …) a technických polymerů (PA, PUR, PVB, PES, PAD …)
Výrobnost nanovlákenného materiálu až 60 g/h
Až 2 zvlákňovací elektrody
Modularita a flexibilita vnitřního uspořádání technologických prvků na základě potřeb laboratorních experimentů, včetně možnosti snadných úprav během výzkumu a vývoje
Vhodné pro realizaci bakalářských a diplomových prací studentů a VaV činností výzkumníků
Šíře nosné textilie (a nanášení nanovláken) 500 mm
Nanášení nanovláken na rotační buben
Rychlost rotace bubnu 1 – 3600 m/h
Rozměr membrány na bubnu 500 x 3000 mm
Nastavitelný příčný cyklický pohyb pro zvýšení rovnoměrnosti membrány
Čerpadla pro dávkování polymerního roztoku 1 – 200 ml/min
Dosažení konstantního napětí nosné textilie a navíjecí rychlosti
Přípravky a systém, pomocí kterých lze měnit vzdálenost zvlákňovací hlavy od nosné textilie v různých výškách
Spolehlivé a přesné nastavení procesních parametrů pomocí 15” dotykového panelu
Možnost pokročilého sběru a analýzy dat
Vyrobeno v souladu s bezpečnostními předpisy a certifikováno CE
Bezpečnostní řešení, jako jsou bezpečnostní dveře, výstražné světlo a zámky pro ochranu před úrazem

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Oblasti využití

Vzduchová filtrace

Díky extrémně malým průměrům (v řádu nanometrů) mají nanovlákna vysoký specifický povrch a porozitu, což znamená, že mohou efektivně zachytit velmi malé částice a mikroorganismy. Využití nanovláken ve vzduchové filtraci přináší řadu výhod, včetně vyšší účinnosti filtrace při nízkém tlakovém spádu, delší životnosti filtrů a možnosti aplikace v různém prostředí. Systémy vzduchové filtrace mohou tak pracovat energeticky efektivněji. Specifické oblasti použití zahrnují například filtraci částic, bakterií a virů. Nanovlákna se také používají při výrobě osobních ochranných pomůcek, jako jsou respirátory či roušky, jež chrání uživatele proti částicím, ikroorganismům, bakteriím a virům.

Kapalinová filtrace

Extrémně malý průměr nanovláken a vysoký specifický povrch zajišťují efektivní zachycení částic a mikroorganismů v kapalinách. V kapalinové filtraci nanovlákna představují inovativní a efektivní způsob, jak dosáhnout vysoké účinnosti filtrace a zlepšit čistotu a bezpečnost produktů v různých průmyslových odvětvích. Nanovlákenné struktury se využívají k vytvoření filtračních médií pro odstraňování bakteriálních konsorcií a nečistot z vody, což je zvláště důležité v oblastech s omezeným přístupem k čisté vodě. Další využití je například ve farmacii k filtraci léčivých přípravků, v potravinářství k filtraci nápojů, jako jsou vína, piva či pro filtraci potravinářských a technických olejů a dalších kapalin.

Funkční textil

Nanovlákna jsou v oblasti funkčního textilu velmi inovativní materiál a nabízejí široké možnosti vylepšení funkčních vlastností textilních materiálů. Zakomponování nanovlákenné vrstvy do oblečení zlepšuje prodyšnost a pohodlí uživatelů a pomáhá udržovat tělesnou teplotu a komfort. Toto je důležité zejména pro sportovní oděvy a oděvy určené k nošení v horkých podmínkách či pro hasiče, policisty a další státní složky. Nanovlákna mohou být také obohacena látkami s antibakteriálními vlastnostmi, což napomáhá zabránit růstu bakterií, vzniku zápachu a plísní. Kromě výše uvedených oblastí nanovlákna nacházejí své uplatnění v řadě dalších inovativních produktů, které využívají tyto pokročilé materiály.

Zdravotnictví

Díky své biokompatibilitě, schopnosti interakce s biologickými systémy a příznivým materiálovým vlastnostem nalézají nanovlákna široké uplatnění i ve zdravotnictví. Zdravotnické prostředky s nanovlákny mají antibakteriální vlastnosti, podporují hojení ran a snižují zánětlivost. S výhodou lze nanovlákna také uplatnit jako nosiče léčiv s postupným uvolňováním, což umožňuje přesnou a cílenou dodávku léčiv do konkrétních částí těla. Nanovlákenné struktury napodobují mezibuněčnou hmotu a mohou tak být použity k efektivní regeneraci tkání a komplikovaných poranění. Toto je klíčové kupříkladu při hojení popálenin, komplexních ran i bércových vředů, kde jsou nanovlákna schopna pacientům plně zregenerovat poraněnou tkáň, zajistit tak efektivní léčbu a následně také kvalitní život.

Kosmetika

Díky své struktuře, schopnosti zadržoval vlhkost a postupně uvolňovat aktivní ingredience mohou nanovlákna pomáhat při hydrataci pokožky a zlepšovat využitelnost celé řady kosmetických produktů. Speciální nanovlákna mohou být použita k vytvoření tenkých přiléhavých masek, které jsou nasyceny hydratačními a léčivými látkami. Tyto masky umožňují pokožce efektivně absorbovat blahodárné složky, zlepšují účinnost péče o pleť a díky svým hojivým vlastnostem pomáhají při léčbě ekzémů a podobných onemocnění. Nanovlákenným strukturám lze také propůjčit antibakteriální vlastnosti pro prevenci kožních infekcí. Kromě výše uvedených oblastí nanovlákna nacházejí své uplatnění v řadě dalších inovativních produktů, které využívají tyto pokročilé materiály.

Životní prostředí

Nanovlákna hrají důležitou roli při podpoře udržitelného rozvoje a řešení environmentálních výzev, jako je znečištění vody, vzduchu a půdy a snižování odpadů. Mohou zlepšit mechanické, tepelné a další užitné vlastnosti materiálů, což umožňuje vývoj lehčích a odolnějších konstrukčních materiálů, které snižují spotřebu surovin. Integrace nanovláken do recyklovatelných materiálů a obalů zvyšuje jejich pevnost a trvanlivost balených produktů. Nanovlákna se používají v čisticích technologiích na odstranění specifických polutantů, ropných skvrn, biologických a chemických znečišťujících látek z půdy, vody a vzduchu na kontaminovaných místech. Speciálně navržená nanovlákna lze využít pro sorpci toxických látek jako jsou těžké kovy, pesticidy či organické sloučeniny.