Naše technologie – Nano Hybrid Spray NT™

Hybridní zvlákňování je nová technologie využívající kombinaci několika známých principů (elektrostatické, tlakové a odstředivé) pro výrobu nanovlákenných membrán v jednom procesním kroku.

V červenci 2022 jsme podali patentovou přihlášku na novou zvlákňovací technologii, která poskytuje obrovskou variabilitu nezbytnou pro vývoj speciálních kompozitních membránových materiálů.

Nejenže zvládá vyrobit jednoduché nebo vrstvené membrány z různých polymerů, což je běžné pro většinu komerčních technologií, ale navíc umožňuje i unikátní kombinace různých polymerů v jedné či více vrstvách, a to díky kombinaci různých zvlákňovacích principů.

Duální hybridní zvlákňovací systém dokáže tvořit ve stejném okamžiku vlákna ze dvou různých (rozpouštědlově nekompatibilních) polymerů a uspořádat je do jedné směsné vrstvy.

Další možností je současná produkce vláken a částic, ve které vlákna tvoří matrici nesoucí inkorporované částice. Výroba vícesložkových vláken je samozřejmostí. Tímto způsobem lze ve vlákenné vrstvě kombinovat nepřeberné množství polymerů a to i takových, které jinými zvlákňovacími technikami společně zpracovat nelze.

Jaké nanovlákenné membrány umíme vyrobit?

1) Jednovrstvé nanovlákenné membrány

V tomto případě jde o jednoduché membrány z jednoho polymeru. Dvě zvlákňovací komory jsou zde využity ke zvýšení výkonu zařízení a vyšší produktivitě. 

2) Dvouvrstvé nanovlákenné membrány

Dvouvrstvé nanovlákenné membrány jsou vyrobeny ze dvou různých polymerů se využívají například v kosmetice, kde každá z vrstev má jinou funkci. Jedna z vrstev je pevná, nerozpustná a funguje jako nosič a napomáhá fixaci na pokožce apenetraci aktivních látek do pokožky, druhá je rozpustná ve vodě a obsahuje aktivní kosmetické látky. 

K čemu slouží?

Dvouvrstvé membrány lze využít v kosmetice, ale ve zdravotnictví pro kryty ran, kde jedna vrstva chrání před průnikem mikroorganismů z venčí, zatímco druhá napomáhá zástavě krvácení nebo urychluje hojení. Touto cestou lze vyrobit třeba vylepšené filtry a respirátory, sofistikovanější kryty ran a kosmetiku.

3) Jednovrstvé směsné nanovlákenné membrány

K výrobě jednovrstvé směsné nanovlákenné membrány se využívá duální zvlákňovací systém. Z různých částí hlavy jsou samostatně zvlákňována dvoje různá vlákna, která společně deponují na podkladu a tvoří směsnou vrstvu. I tentokrát jsou dvě zvlákňovací komory využity k navýšení produktivity. 

Kombinovat lze různé typy vláken z různých rozpouštědel, které standardně nelze promísit a zvláknit společně z jednoho roztoku, protože se buď nemísí nebo vzájemně reagují. Zatímco ostatní komerční řešení nabízí pouze vrstvení, naše technologie přichází se směsí různých vláken. Některá mohou být hrubší a dodat mechanické vlastnosti, jiná jemnější, přinášející lepší filtraci. 

Kombinovat lze i výrobu vláken s tvorbou a depozicí částic. Místo částic může být na povrchu vláken deponováno síťovací činidlo, které vyvolá síťovací reakci a přemění tak například vlákna rozpustná ve vodě na vlákna nerozpustná a ušetří tak jeden technologický krok výrobního procesu. 

K čemu slouží?

Využití lze nalézt v nosičích léčiv a katalyzátorů, kosmetice, sofistikovaných krytech ran, tkáňovém inženýrství a energetických zařízeních.

4) Dvouvrstvé směsné nanovlákenné membrány

Při tvorbě dvouvrstvé směsné nanovlákenné membrány se pracuje se dvěma duálními zvlákňovacími hlavami, zařízení produkuje dvě rozdílné směsné vrstvy. Celkem může kompozit obsahovat až 4 různé typy vláken nebo částic ze 4 různých materiálů 

K čemu slouží?

Tato kombinace může najít využití u krytů ran či nosičů léčiv. Každý ze 4 materiálů může mít jinou rozpustnost a postupně řízeně uvolňovat ze struktury různá léčiva s různou kinetikou, aniž by se léčiva vzájemně ovlivňovala. Nasnadě jsou i různé detekční a senzorické aplikace, kosmetika, katalyzátory, sorbenty, tkáňové inženýrství a energetické aplikace.

5) Jednovrstvé membrány z kompozitních vláken

Zvlákňováním směsných zvlákňovacích roztoků, tedy směsí dvou různých polymerů rozpuštěných ve stejném rozpouštědlovém systému, lze získat kompozitní dvousložková vlákna. Kromě polymerů mohou vlákna obsahovat i různé dopanty, tedy aditiva dodávající jim nějakou funkci. Použití obou zvlákňovacích hlav opět zvyšuje produktivitu zařízení.  

K čemu slouží?

Využití lze nalézt v nosičích aktivních látek jako jsou léčiva, kosmetika nebo katalyzátory, od toho se odvíjí i použití v sofistikovaných krytech ran, detekčních a senzorických aplikací, sorbentech, tkáňovém inženýrství a energetických aplikacích.

6) Dvouvrstvé membrány z kompozitních vláken

Tento způsob, v němž každá duální zvlákňovací hlava produkuje jiná kompozitní vlákna, umožňuje výrobu dvou rozdílných vrstev s jinými kompozitními vlákny. Celkem může kompozit obsahovat 4 rozdílné polymery zpracované do dvou typů kompozitních vláken. Každá z vrstev může obsahovat aktivní látky s různou funkcí a kinetikou jejich uvolnění. 

K čemu slouží?

Je vhodné pro  detekční a senzorické aplikace, kosmetiku, katalyzátory, sorbenty, tkáňové inženýrství a energetické aplikace.

7) Dvouvrstvé směsné membrány z kompozitních vláken

Extrémní možností využití této technologie je kombinace zařazení obou duálních systémů a směsných zvlákňovacích roztoků. Pak vyrobený kompozit může obsahovat 8 rozdílných polymerů zpracovaných do dvou typů směsných vrstev, přičemž každá vrstva obsahuje směs 2 typů kompozitních vláken. Výsledkem je pak velmi složitý kompozitní systém s širokou variabilitou, jež nenabízí žádná z dostupných komerčně nabízených technologií.

K čemu slouží?

Je vhodné pro  detekční a senzorické aplikace, kosmetiku, katalyzátory, sorbenty, tkáňové inženýrství a energetické aplikace.

Oblasti využití produktů z naší technologie

  • Biomedicína
  • Farmacie
  • Kosmetika
  • Food Supplements
  • Tissue Engineering
  • Separace plynů a tekutin
  • Senzorika

Příklady komerčních produktů

  • Nanovlákenné pleťové masky
  • Nanovlákenné náplasti
  • Nanovlákenné kryty ran
  • Nanovlákenné doplňky stravy
  • Nanovlákenná léčiva
  • Nanovlákenné filtrační a separační membrány
  • Nanovlákenné nosiče katalyzátorů a jiných aktivních látek
  • Materiálové inženýrství

Co nabízíme?

  • Vývoj nanovláken – umíme vyvinout a následně vyrobit nanovlákna z různých polymerů 
  • Výroba nanovlákenných membrán – umíme převést laboratorní výsledky na průmyslovou výrobu membránových materiálů 
  • Vývoj aplikací s nanovlákennou membránou – pomáháme zákazníkům při vývoji finálních aplikací z nanovlákenných membrán 
  • Návrh, vývoj a konstrukce strojů na výrobu nanovlákenné membrány – pro vyvíjený materiál navrhneme a vyrobíme výrobní stroje