Des chercheurs du KAIST (Korean Advanced Institute of Science and Technology) ont mis au point une nouvelle technique de production de nanofibres, appelée « multispinning centrifuge » (filage multiple par force centrifuge), qui ouvre la porte à une production de masse fiable et rentable de nanofibres polymères de haute performance. Cette nouvelle technique, qui a montré une capacité de production horaire de nanofibres jusqu’à 300 fois plus élevée que celle de la méthode conventionnelle d’électrofilage, a de nombreuses applications potentielles, notamment le développement de filtres de masques faciaux pour la protection contre les coronavirus.
Alors que la pandémie liée au COVID-19 a accru la demande pour des masques faciaux toujours plus performants, il s’avère que les nanofibres permettent de réaliser de bons filtres pour masques étant donné que leurs interactions physiques avec les particules d’aérosol leur confèrent une plus grande capacité à capturer plus de 90% des particules nocives telles que les poussières fines et les gouttelettes contenant des virus. La méthode d’électrofilage nécessite un champ électrique à haute tension et une cible électriquement conductrice, et cela entrave la production de masse sûre et rentable de nanofibres de polymère. En réponse à cet inconvénient, la technique de filage centrifuge qui utilise la force centrifuge au lieu de la haute tension pour produire des nanofibres de polymère a été suggérée comme une alternative plus sûre et plus rentable à l’électrofilage. Qui plus est, cette nouvelle technique se révèle être plus évolutive du fait qu’elle ne nécessite qu’une filière rotative et un collecteur. Cependant, cette technologie de filage a une productivité très limitée et comparable aux technologies d’électrospinning les plus avancées telles que l’électrofilage multibuse ou l’électrofilage sans buse.
C’est pour cela que l’équipe du Professeur Do Hyun KIM du Department of Chemical and Biomolecular Engineering au sein du KAIST a conçu une filière de filage multiple par force centrifuge afin d’accroître fortement les possibilités de productivité de masse. Le principe consiste à segmenter une filière rotative en trois sous-disques. En intégrant les nanofibres ainsi produites en masse sous la forme d’un filtre de masque, les chercheurs ont pu préparer des masques faciaux dont les performances de filtration sont comparables avec les masques faciaux KF80 et KF94 actuellement disponibles commercialement sur le marché sud-coréen. Lorsque ce système de « multispinning centrifuge » passera à l’échelle industrielle, il sera alors possible de produire des nanofibres, potentiellement avec différentes fonctionnalités, à très grande échelle et de fabriquer des masques faciaux à prix plus réduit. Ces travaux ont été publiés en mars 2021 dans la revue ACS Macro Letters, sous l’intitulé « Large-Scale Centrifugal Multispinning Production of Polymer Micro- and Nanofibers for Mask Filter Application with a Potential of Cospinning Mixed Multicomponent Fibers », et ont fait l’objet d’un brevet (KR102020092740).
Serveur web : https://nano-magazine.com/news/
Date : 04/2021