Electrospinning: Chitosan - Part 35
Электроспиннинг: хитозан - Часть 35

I weighed approximately 1 g of unmodified chitosan and about 10 g of a 70% acetic acid solution and mixed the components. A semi-liquid, viscous, brown mass formed. The viscosity of the mixture was too high for electrospinning. I repeatedly added small portions of acetic acid or water and stirred until the viscosity became acceptable.

I drew the chitosan solution into a syringe and began electrospinning. Jets of solution were ejected from the tip of the needle, but instead of forming fibers, they broke up into irregular droplets. The needle was essentially "spitting" semi-liquid droplets that not only landed on the collector but also scattered in all directions.

I felt a strong burning sensation on my face. Only later did I realize that droplets of the solution containing 70% acetic acid had landed on my skin. Fortunately, none entered my eyes, as acetic acid can cause severe burns. I was not wearing protective goggles because I had not expected the high-voltage needle to eject large droplets rather than produce microscopic fibers.

I stopped the process several times, diluted the chitosan solution, and resumed electrospinning. The result remained the same - the jets disintegrated into shapeless droplets. No fibers formed. The solution that reached the collector did not evaporate completely and formed a wet spot.

I examined the collector surface under a microscope. As expected, no chitosan fibers were observed. The only explanation I can offer for this negative result is insufficient voltage from the computer monitor transformer. I called my physicist colleague; he agreed with my conclusion and promised to build a voltage multiplier once he recovered.

Unfortunately, I do not have the qualifications to construct high-voltage equipment myself. Therefore, the only way to continue this research was to search for polymers or polymer compositions capable of forming fibers using the existing electrospinning setup.

Photos/Video

Электроспиннинг: хитозан - Часть 35

Взвесил около 1 г немодифицированного хитозана и около 10 г 70% раствора уксусной кислоты, перемешал вещества. Образовалась полужидкая вязкая масса коричневого цвета. Вязкость смеси была слишком высокой для электроспиннинга. Несколько раз добавлял небольшие порции уксусной кислоты или воды, перемешивал, пока вязкость раствора не стала приемлемой.

Набрал раствор хитозана в шприц, начал электроспиннинг. Острие иглы выбрасывало вверх струи раствора, которые распадались на капли неправильной формы, не превращаясь в волокна. Фактически игла "плевалась" полужидкими каплями, которые попадали не только на коллектор, но разбрасывались во все стороны.

Я почувствовал сильное жжение на лице. Значительно позже осознал, что на кожу попали капли раствора, содержащего 70% уксусную кислоту. Хорошо, что эти капли не попали в глаза, поскольку уксусная кислота вызывает серьезные ожоги. Я не надел защитные очки, поскольку не ожидал, что высоковольтная игла будет разбрасывать крупные капли в стороны вместо того, чтобы формировать микроскопические волокна.

Несколько раз останавливал процесс, разбавлял раствор хитозана, затем возобновлял электроспиннинг. Результат был аналогичным - струи раствора распадались на бесформенные капли. Волокна не образовывались. Раствор, который достиг коллектора, не испарился полностью, образуя мокрое пятно.

Исследовал поверхность коллектора под микроскопом. Как и следовало ожидать, волокна хитозана отсутствовали. Единственное объяснение отрицательного результата, которое я могу предложить, - недостаточное напряжение, которое дает трансформатор компьютерного монитора. Позвонил коллеге-физику - он согласился с моим выводом и пообещал сделать умножитель напряжения, когда выздоровеет.

К сожалению, я не имею достаточной квалификации, чтобы самостоятельно изготовить высоковольтное оборудование. Следовательно, остался только один вариант продолжения исследований - искать полимеры или композиции полимеров, растворы которых будут образовывать волокна при использовании имеющейся установки для электроспиннинга.

[ Electric Arc, Electrical Discharges, Experiments with Electricity (Part 2) ] [ Polymers, Monomers, Natural Polymers, Plastics, Natural products ]

Electrospinning - Discussion on the forum
Experiments with Polymers and Monomers (including natural ones) - Discussion on the forum
[Submit a Comment / Error Message - Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]