Melt electrospinning
গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং হল পলিমার গলিত থেকে তন্তুযুক্ত কাঠামো তৈরি করার একটি প্রক্রিয়াকরণ কৌশল যার প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং, টেক্সটাইল এবং পরিস্রাবণ। সাধারণভাবে, পলিমার গলন বা পলিমার দ্রবণ ব্যবহার করে ইলেক্ট্রোস্পিনিং করা যেতে পারে। যাইহোক, গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং স্বতন্ত্র যে ফাইবারের সংগ্রহ খুব কেন্দ্রীভূত হতে পারে; চলমান সংগ্রাহকদের সাথে মিলিত, গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং লেখা 3 ডি প্রিন্টিং সম্পাদনের একটি উপায়। যেহেতু উদ্বায়ী দ্রাবক ব্যবহার করা হয় না, তাই কিছু প্রয়োগের জন্য সুবিধা রয়েছে যেখানে দ্রাবক বিষাক্ততা এবং উৎপাদনের সময় জমা হওয়া একটি উদ্বেগের বিষয়। 1936 সালে অনুমোদিত একটি পেটেন্টে চার্লস নর্টন দ্রবীভূত ইলেক্ট্রোস্পিনিং-এর প্রথম বিবরণ দিয়েছিলেন। এই প্রথম আবিষ্কারের পরে, 1981 সাল পর্যন্ত এটি ছিল না যে গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিংকে তিন-কাগজের সিরিজের অংশ হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছিল। 20 বছর পর 2001 সালে রেনেকার এবং রংকুপান ভ্যাকুয়ামে গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং নিয়ে একটি বৈঠকের বিমূর্ত বিবরণ প্রকাশ করেন। 2001 সালে এই বৈজ্ঞানিক প্রকাশনার পর থেকে, এই বিষয়ে পর্যালোচনা সহ গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং সম্পর্কে নিয়মিত নিবন্ধ রয়েছে। 2011 সালে, একটি অনুবাদ সংগ্রাহক সহ মেল্ট ইলেক্ট্রোস্পিনিংকে থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের একটি নতুন শ্রেণী হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছিল। মূলনীতি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ফাইবার অঙ্কনের একই পদার্থবিজ্ঞান তড়িৎ স্পিনিং-এর ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। পলিমার দ্রবণের তুলনায় পলিমার গলনের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি আলাদা। পলিমার গলন এবং পলিমার দ্রবণের তুলনা করার সময়, পূর্ববর্তীগুলি সাধারণত পলিমার দ্রবণের চেয়ে বেশি সান্দ্র হয় এবং দীর্ঘায়িত বিদ্যুতায়িত জেটগুলি রিপোর্ট করা হয়েছে। গলিত বিদ্যুতায়িত জেটটিরও ঘনীভূত হওয়ার জন্য শীতলকরণের প্রয়োজন হয়, অন্যদিকে দ্রবণ ইলেক্ট্রোস্পিনিং বাষ্পীভবনের উপর নির্ভর করে। গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিংয়ের ফলে সাধারণত মাইক্রন ব্যাসের তন্তু তৈরি হয়, তবে গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিংয়ে বিদ্যুতায়িত জেটের পথ অনুমানযোগ্য হতে পারে। প্যারামিটার তাপমাত্রা একটি গলিত পলিমার নিশ্চিত করার জন্য ন্যূনতম তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়, যা স্পিনেরেটের অগ্রভাগ পর্যন্ত থাকে। সলিউশন ইলেক্ট্রোস্পিনিং-এর তুলনায় স্পিনারেটের দৈর্ঘ্য তুলনামূলকভাবে কম। প্রবাহের হার ফাইবারের ব্যাস নিয়ন্ত্রণের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি হল স্পিনেরেটে পলিমারের প্রবাহের হার-সাধারণভাবে, প্রবাহের হার যত বেশি হবে, ফাইবারের ব্যাস তত বড় হবে। যদিও রিপোর্ট করা প্রবাহের হার কম, সমস্ত তরল ইলেক্ট্রোস্পান সংগ্রহ করা হয়, দ্রবণ ইলেক্ট্রোস্পিনিংয়ের বিপরীতে যেখানে দ্রাবকের একটি বড় অংশ বাষ্পীভূত হয়। আণবিক ওজন পলিমারটি ইলেক্ট্রোস্পান গলে যেতে পারে কিনা সে সম্পর্কে আণবিক ওজন গুরুত্বপূর্ণ। রৈখিক সমজাতীয় পলিমারের ক্ষেত্রে, কম আণবিক ওজনের (30,000 গ্রাম/মোলের নিচে) ফলে তন্তুগুলি ভেঙে যেতে পারে এবং নিম্নমানের হতে পারে। উচ্চ আণবিক ওজনের জন্য (100,000 গ্রাম/মোলের উপরে), পলিমারটি স্পিনারেটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত করা খুব কঠিন হতে পারে। অনেক গলিত ইলেক্ট্রোস্পান তন্তু 40,000 থেকে 80,000 গ্রাম/মোলের মধ্যে আণবিক ওজন ব্যবহার করে বা কম এবং উচ্চ আণবিক ওজনের পলিমারের মিশ্রণ বলে জানা গেছে। ভোল্টেজ পরিবর্তন করা ফলস্বরূপ ফাইবারের ব্যাসকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে না, তবে এটি রিপোর্ট করা হয়েছে যে উচ্চ মানের এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ ফাইবার তৈরি করার জন্য একটি সর্বোত্তম ভোল্টেজ প্রয়োজন। ইলেক্ট্রোস্পিন গলানোর জন্য 0.7kV থেকে 60 কেভি পর্যন্ত ভোল্টেজ ব্যবহার করা হয়েছে। যন্ত্রপাতি বিভিন্ন গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং মেশিন তৈরি করা হয়েছে, যার মধ্যে কিছু উল্লম্বভাবে এবং কিছু অনুভূমিকভাবে লাগানো হয়েছে। পলিমারকে গরম করার পদ্ধতি পরিবর্তিত হয় এবং এর মধ্যে রয়েছে বৈদ্যুতিক হিটার, উত্তপ্ত বায়ু এবং প্রবাহিত হিটার। ইলেক্ট্রোস্পিনিং গলানোর একটি পদ্ধতি হল একটি কঠিন পলিমার ফিলামেন্টকে একটি লেজারের মধ্যে ঠেলে দেওয়া, যা গলে যায় এবং ইলেক্ট্রোস্পান হয়। থার্মোসেট (যেমন বেকেলাইট) এবং জৈবিকভাবে উদ্ভূত পলিমার (যেমন কোলাজেন) বাদে গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিংয়ের জন্য গলনাঙ্ক বা গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (টিজি) প্রদর্শনকারী পলিমারের প্রয়োজন হয়। পলিমারগুলি এখন পর্যন্ত ইলেক্ট্রোস্পান গলেছে যার মধ্যে রয়েছেঃ পলিক্যাপ্রোল্যাক্টোন পলিল্যাক্টিক অ্যাসিড পলি (ল্যাকটাইড-কো-গ্লাইকোলাইড) পলি (মিথাইল মেথাক্রিলেট) পলিপ্রোপিলিন পলিথিলিন পলি (ক্যাপ্রোল্যাক্টোন-ব্লক-ইথাইলিন গ্লাইকোল) পলিইউরেথেন এই পলিমারগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত পলিমারগুলির উদাহরণ এবং আরও বিস্তৃত তালিকা অন্যত্র পাওয়া যেতে পারে। দ্রবণ ইলেক্ট্রোস্পিনিং-এর মতো গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং আয়নার সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি ব্যবহার করে। পলিমার প্রক্রিয়াকরণের জন্য দ্রাবক ব্যবহার না করা টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং প্রয়োগগুলিতে সহায়তা করে যেখানে দ্রাবকগুলি প্রায়শই বিষাক্ত হয়। উপরন্তু, কিছু পলিমার যেমন পলিপ্রোপিলিন বা পলিথিলিন সহজেই দ্রবীভূত হয় না, তাই দ্রবীভূত ইলেক্ট্রোস্পিনিং তাদের তন্তুযুক্ত উপাদানগুলিতে বৈদ্যুতিন পিন করার একটি উপায়। টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং গবেষণার জন্য বায়োমেডিকাল উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ করতে ব্যবহৃত হয়। উদ্বায়ী দ্রাবকগুলি প্রায়শই বিষাক্ত হয় তাই দ্রাবকগুলি এড়িয়ে চলার এই ক্ষেত্রে সুবিধা রয়েছে। গলিত ইলেক্ট্রোস্পান তন্তুগুলি "বাইমোডাল টিস্যু স্ক্যাফোল্ড"-এর অংশ হিসাবে ব্যবহৃত হত, যেখানে মাইক্রন-স্কেল এবং ন্যানো-স্কেল উভয় তন্তুই একযোগে জমা হত। গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিংয়ের মাধ্যমে তৈরি স্ক্যাফোল্ডগুলি কোষের সাথে সম্পূর্ণরূপে প্রবেশ করা যেতে পারে, যা ফলস্বরূপ স্ক্যাফোল্ডের মধ্যে এক্সট্রাসেলুলার ম্যাট্রিক্স তৈরি করে। ড্রাগ ডেলিভারি মেল্ট ইলেক্ট্রোস্পিনিং ওষুধ সরবরাহের জন্য ড্রাগ-লোডেড ফাইবার তৈরি করতেও সক্ষম। ফার্মাসিউটিক্যাল প্রযুক্তির ক্ষেত্রে এটি একটি আশাব্যঞ্জক নতুন গঠন কৌশল যা বর্ধিত বা নিয়ন্ত্রিত ড্রাগ দ্রবীভূতকরণের সাথে নিরাকার কঠিন বিচ্ছুরণ বা কঠিন সমাধান প্রস্তুত করে কারণ এটি গলিত এক্সট্রুশনের সুবিধাগুলি একত্রিত করতে পারে (যেমন। দ্রাবক-মুক্ত, কার্যকর অ্যামরফিজেশন, অবিচ্ছিন্ন প্রক্রিয়া) এবং দ্রাবক-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোস্পিনিং (বর্ধিত পৃষ্ঠ এলাকা)। গলিত তড়িৎ-স্পিনিং লেখার মাধ্যমে তৈরি বিদ্যুতায়িত গলিত জেটের আরও অনুমানযোগ্য পথ রয়েছে এবং পলিমার তন্তুগুলি সংগ্রাহকতে সঠিকভাবে জমা করা যেতে পারে। যখন সংগ্রাহককে পর্যাপ্ত গতিতে সরানো হয় (সমালোচনামূলক অনুবাদ গতি হিসাবে উল্লেখ করা হয়), তখন সোজা গলিত ইলেক্ট্রোস্পান তন্তুগুলি স্তর পদ্ধতির উপর একটি স্তরে জমা করা যেতে পারে। এটি জটিল, সুশৃঙ্খল কাঠামো তৈরি করতে সক্ষম করে। এই ক্ষেত্রে মেল্ট ইলেক্ট্রোস্পিনিং রাইটিং (এম. ই. ডব্লিউ) কে থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের একটি শ্রেণী হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। একটি রূপান্তরকারী সমতল পৃষ্ঠ বা একটি ঘূর্ণায়মান সিলিন্ডার/ম্যান্ড্রেল ব্যবহার করে গলিত ইলেক্ট্রোস্পিনিং লেখা করা হয়েছে। বেশিরভাগ পলিমার যা গলিত-বৈদ্যুতিন হতে পারে সেগুলিও লেখা যেতে পারে এই ধরে নিয়ে যে পরামিতিগুলি এমনভাবে সুর করা যেতে পারে যাতে একটি স্থিতিশীল জেট তৈরি করা যায়। পলিভিনাইলিডিন ডিফ্লুওরাইড (পিভিডিএফ)-এর মতো পাইজোইলেক্ট্রিক পলিমারগুলিও এম. ই. ডব্লিউ-এর মাধ্যমে প্রক্রিয়াকরণযোগ্য বলে প্রমাণিত হয়েছে, যা 3ডি প্রিন্টেড সেন্সর, নরম রোবোটিক্স এবং জৈব তৈলাক্তকরণে আরও প্রয়োগের সম্ভাব্য প্রয়োগ উন্মুক্ত করে। তথ্যসূত্র পলিমার পদার্থবিজ্ঞান