L’Electrospinning è internazionalmente riconosciuto come una delle nanotecnologie chiave del futuro. Attualmente è la tecnologia più economica, versatile ed efficiente per fabbricare membrane altamente porose, di nano e/o microfibre.

I campi di applicazione spaziano dal biomedicale al campo della filtrazione. Altre applicazioni includono materiali compositi, lo stoccaggio di energia, sensori e l’elettronica. La tecnologia è basata sull’applicazione di una differenza di tensione tra una filiera e un collettore posto a massa che porta all’espulsione di una soluzione polimerica da un capillare.

Il getto di soluzione viene accelerato e allungato dal campo elettrico esterno e si assottiglia mentre viaggia verso il collettore, formando fibre continue solide mentre il solvente evapora. Elettrostatica, automazione, meccatronica, fisica, chimica, e le competenze di chimica macromolecolare governare questo alto processo complesso. Con l’Electrospinning si possono produrre fibre sintetiche e naturali di oltre duecento polimeri , sotto forma di fibre di strisciamento, miscele con altri polimeri e/o sostanze a basso peso molecolare e fibre composite organici-inorganici.

La configurazione del sistema di alimentazione è tale che espellere la soluzione di polimero determina la composizione delle fibre elettrofilate e la distribuzione dei vari componenti all’interno della fibra e della matrice finale. Prodotti su misura possono essere ottenuti utilizzando:

• Aghi singoli: Fibre monocomponenti sono disponibili presso i liquidi polimerici omogenei e fibre a più componenti può essere elettrofilate da miscele, emulsioni e sospensioni.
• Aghi coassiali: Due fluidi differenti scorrono tra due capillari coassiali, generando una morfologia core-shell.
• Sistemi Multijet: Le membrane composte da diversi tipi di fibre possono essere prodotte da concomitanza di diverse soluzioni polimeriche.

I prodotti più comuni dell’electrospinning sono raccolte di fibre su un piano metallico fisso sottoforma di mesh non tessuti di fibre orientate in modo casuale. Lo scarso controllo della distribuzione di deposizione spaziale è una conseguenza diretta del percorso caotico del getto carico che viaggia verso la piastra metallica. Il controllo del percorso del getto può essere ottenuto modificando il campo elettrico con una corretta progettazione del collettore. Differenti geometrie di nanofibre possono quindi essere ottenute.

[1] Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W‐E, Lim T, Ma Z. An introduction to Electrospinning and Nanofibers. Singapore: World Scientific Publishing; 2005.
[2] A.Greiner, J.H.Wendorff, Electrospinning: A Fascinating Method for the Preparation of Ultrathin Fibers, Angewandte Chemie Int. Ed. 2007, 46, 5670-5703
[3] A. Zucchelli, D. Fabiani, C. Gualandi, M.L. Focarete. An innovative and versatile approach to design highly porous, patterned, nanofibrous polymeric materials, Journal of Materials Science 2009, 44, 4969-4975.