Morphology-Controlled Synthesis of Electrospun Nanofibers and Their Application for Aerosol Filtration

静電紡糸法を用いてポリアクリロニトリル（PAN）を溶かしたジメチルホルムアミド（DMF）の溶液からナノファイバーを作製した．PAN濃度，雰囲気の温度，原料溶液の物性値（粘度，表面張力，電気伝導度）などを広範囲に変化させて紡糸実験を行い，作製されたファイバーの形態への影響を検討した．実験結果より，粘度の上昇に伴い繊維径，ビーズ径，ビーズ長さ，ビーズ間距離が直線的に増大することがわかった．また，ファイバーの形態がビーズ状，スピンドル型のビーズ状，ストレート状，リボン状へと変化する原料溶液の粘度の閾値が初めて明らかとなった．さらに，作製したファイバーを既存のフィルタの上に紡糸しエアフィルタを作製し，単分散のエアロゾル粒子を用いてエアフィルタの捕集効率および圧力損失を測定した結果，ビーズ状ファイバーを用いたフィルタが最も高い捕集効率を示すことがわかった．