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2025-04-21T10:59:10Z

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Unter '''Elektrospinnen''' versteht man das Herstellen von [[Endlos-Faser|endlosen]] [[Nanofaser]]n, [[Nanodraht|Nanodrähten]] und [[Nanoröhre]]n aus [[Lösung (Chemie)|Lösungen]], [[Suspension (Chemie)|Suspensionen]] oder [[Schmelzen]] unter Ausnutzung eines starken [[Elektrisches Feld|elektrischen Felds]], wobei die Fasern nicht nur auf polymerer (natürlicher und synthetischer), sondern auch auf anorganischer, metallischer und keramischer Basis beruhen.<ref>Seema Agarwal, Matthias Burgard, Andreas Greiner, Joachim H. Wendorff: Electrospinning – A Practical Guide to Nanofibers. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2016, ISBN 978-3-11-033180-6, S. 17.</ref>

== Verfahrensweise ==
Hierbei wird die Polymerlösung an einer [[Elektrode]] dosiert und durch das elektrische Feld von der Elektrode abgezogen und beschleunigt. Dabei wird die Polymerlösung in einem komplexen Prozess in kleine und kleinste Fasern und Gespinste aufgespalten, die sich schließlich auf der Gegenelektrode als eine Art [[Vliesstoff|Vlies]] ablagern. Beim Prozess entstehen typischerweise Fasern mit Durchmessern kleiner 1000 nm, weswegen die Produkte als [[Nanofaser]]n bezeichnet werden (auch wenn die Definition strenggenommen einen Faserdurchmesser von unter 100 nm erfordert). Das Ergebnis des Elektrospinnens ist kaum vorhersagbar. Das gewünschte Zielprodukt wird daher empirisch durch eine langwierige Optimierung der Parameter erreicht. Ladungsdichte, Viskosität und Oberflächenspannung der Polymerlösung haben maßgeblich Einfluss auf die Morphologie der Fasern und deren Durchmesser.<ref name="pmid23184683">{{Literatur |Titel=Electrospun nanofibers for regenerative medicine |Sammelwerk=Adv-Healthc-Mater |Band=1 |Nummer=1 |Datum=2012 |Seiten=10-25 |PMID=23184683}}</ref><ref>Nesrin Horzum, Mustafa M. Demir (Hrsg.): Green Electrospinning. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2019, ISBN 978-3-11-056180-7, S. 2.</ref> Eine Übersicht gibt hier<ref>{{Literatur |Autor=Dirk W. Schubert |Titel=Revealing Novel Power Laws and Quantization in Electrospinning Considering Jet Splitting—Toward Predicting Fiber Diameter and Its Distribution |Sammelwerk=Macromolecular Theory and Simulations |Band=28 |Nummer=4 |Datum=2019-07 |Seiten=1900006 |DOI=10.1002/mats.201900006}}</ref> und stellt eine neuartige Theorie zur Beschreibung des Faserdurchmessers und deren Verteilung vor. Um die Ausrichtung der Fasern zu kontrollieren, können sie auf einem rotierenden Kollektor gesammelt werden. Hier ist der Grad der Ausrichtung der Fasern von der Drehgeschwindigkeit des zylindrischen Kollektors abhängig<ref>{{Literatur |Autor=Dierk Fricke, Alexander Becker, Lennart Jütte, Michael Bode, Dominik de Cassan, Merve Wollweber, Birgit Glasmacher, Bernhard Roth |Hrsg= |Titel=Mueller Matrix Measurement of Electrospun Fiber Scaffolds for Tissue Engineering |Sammelwerk=Polymers |Band=11 |Nummer=12 |Ort= |Datum=2019-12 |ISBN= |Seiten=2062 |DOI=10.3390/polym11122062}}</ref>. Mikrofasern können während des Herstellungsprozesses durch das Emulsions-Elektrospinnverfahren unter Zugabe von Proteinen oder genetischen Therapeutika modifiziert werden.<ref>{{Literatur |Autor=Klabukov I., Balyasin M., Krasilnikova O., Tenchurin T., Titov A., Krasheninnikov M., Mudryak D., Sulina Y., Shepelev A., Chvalun S., Dyuzheva T., Yakimova A., Sosin D., Lyundup A., Baranovskii D., Shegay P., Kaprin A. |Titel=Angiogenic Modification of Microfibrous Polycaprolactone by pCMV-VEGF165 Plasmid Promotes Local Vascular Growth after Implantation in Rats |Sammelwerk=International Journal of Molecular Sciences |Band=24 |Nummer=2 |Datum=2023-01-11 |Seiten=1399 |DOI=10.3390/ijms24021399 |PMC=9865169 |PMID=36674913}}</ref>

== Technische Grundlagen ==
Bei der Berechnung des extrudierten Fadens finden für die Geometrie die Gesetzmäßigkeiten des [[Taylor-Kegel]]s Anwendung.

== Wirtschaftlichkeit ==
Das Verfahren ist wenig produktiv und eher für Spezialprodukte geeignet. Anwendungen der Nanofasern liegen bislang vor allem im Bereich von Filterprozessen für Feinststäube und Ähnlichem, allerdings sind vielfältige weitere Anwendungen bis hin in die Medizintechnik in der Diskussion.

== Siehe auch ==
* [[Nassspinnen]]
* [[Schmelzspinnen]]
* [[Matrixspinnen]]

== Literatur ==
* H. Fong, I. Chun & D. H. Reneker: ''Beaded nanofibers formed during electrospinning''. Polymer, Vol. 40, 1999, 4585-4592.
* A. Greiner & J. H. Wendorff: ''Elektrospinnen: eine faszinierende Methode zur Präparation ultradünner Fasern.'' Angew. Chem. Vol. 119, No. 30, 2007, 5770-5805.
* J. H. Wendorff, S. Agarwal & A. Greiner: ''Electrospinning: Materials, Processing, and Applications.'' Wiley-VCH, Weinheim, Deutschland, 2012, ISBN 978-3-527-32080-6.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Urformendes Fertigungsverfahren]]
[[Kategorie:Verfahren (Chemiefaserherstellung)]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

Elektrospinnen - Versionsgeschichte

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