Zuntzaren kontzeptua, naturan nonahi dagoena,erresistentzia mekaniko handiko zelulen multzo bat delako, landareen eta espezieen gorputzaren funtzionamendurako ezinbesteko tresna gisa funtzionatzen duena ezaguna da. Ez da harritzekoa gizakiak natura imitatzeko duen gaitasunari esker, gaur egun zuntzen arloa industria arinetara eta astunetara, telekomunikazioetara, medikuntzara eta beste arlo askotara zabaldu izana.
Gainera, esparru horren etengabeko hedapena energia termikoaren biltegiratzearen sektorera hurbiltzen ari da, munduko ekonomia deskarbonizatzeko funtsezko elementuetako bat baita.
Zuntzetan fasez aldatzeko materialak kapsularatzeko metodoak arreta handia erakartzen ari dira ikertzaileen aldetik. PCM deiturikoek energia termiko kantitate handiak biltegiratzea ahalbidetzen dute, tenperatura konstantean gertatzen diren fasetik (solidotik solidora edo solidotik likidora) aldatzeko prozesuei esker. Horiek, zuntzekin batera, aplikagarritasun handia dute erregulazio termikoko, energia termikoaren biltegiratzeko eta babes termikoko teknologien bidez ehunak ekoizteko.
Zuntzen kasuan, abantaila garrantzitsu bat da prozesu konbentzional eta oso garatuen bidez manipulatu daitezkeela, hala nola ehungintzaren, trikotatzearen eta abarren bidez. Horrek industria-eskalan azkar ekoiztea eta merkaturatuz merkatura hurbiltzea errazten du.
Energia termikoa biltegiratzeko gaitasuna duten zuntzak ekoizteko sistemak
Gaur egun, ikertzaileek hainbat ikuspegi abiarazi dituzte energia termikoa biltegiratzeko gaitasuna duten zuntzak ekoizteko:
Lehenengoa, merkatuan jada eskuragarri dauden zuntz tradizionaletan kapsularatutako fase-aldaketako materialak gehitzea da. Bi fasetako metodoa da, batez ere erregulazio termikoa duten ehunak sortzean oinarritzen dena. Lehenik eta behin, kapsularatze-fasea aldatzeko materiala ekoiztea eskatzen du, eta, gero, merkataritza-zuntzekin lotzea, lehorrean ontzeko metodo baten edo beste teknika batzuen bidez.
Metodo honen eragozpen nagusiak hauek dira: fase-aldaketako materialaren gehieneko kargari dagokionez mugatzea eta biltegiratze termikoaren ahalmenaren murrizketa handia, denboraren poderioz higadura-baldintzak direla-eta (argitzea, garbitzea edo urratzea).
Horregatik, ikertzaileek beste ikuspegi bat asmatu dute zuntzetan fase-aldaketako materiala kapsulatzeko, fluxu koaxialak eremu elektriko batean elongatzean oinarritzen dena, co-electrospinning bezala ezagutzen dena. Zuntzak ekoizteko metodo honek indar elektrikoa erabiltzen du disoluzio polimeriko edo polimero urtuen hariak luzatzeko, ehundaka nanometro inguruko zuntz-diametroak lortu arte.
Metodo honekin biltegiratzeko ahalmen handia lor daitekeen arren, ekoizpen-abiadura baxua, tentsio handiko iturri baten baldintza (10-20 kV) eta zuntzen diametro-tarte posible mugatua eragozpen garrantzitsuak dira.
Hirugarren fokuratze batean irundako eta puztutako puztuketa sartzen dira, PCM duten zuntzak eta zuntzak sortzeko antzeko bi metodo direnak. Lehenak indar mekanikoa erabiltzen du galdatutako masa batetik zuntza osatu eta luzatzeko; bigarrenak, berriz, polimeroz urtutako masa pita txikien bidez kanporatzen du, gas-fluxu baten indar zinetikoaren bidez. Metodo horien abantaila sinpletasuna eta disolbatzailerik eza dira, eta desabantaila, berriz, haien aplikagarritasuna, zuntz termoplastikoetara mugatzen dena.
Azkenik, mikrofluidikoaren printzipioak berriki aplikatu dira zuntzak ekoizteko. Teknika honetan, fluxu fokalizatuen edo ardazkideen konfigurazioak erabiltzen dira zuntzen dimentsioak zehaztasun handiz manipulatzeko, forma emateko eta kontrolatzeko. Disolbatzaile egoki batean disolbatutako zuntzen material aitzindaria bigarren mailako fluido batekin kontaktuan jartzen da. Fluido horrek zuntzaren horma eratzen hasten da, disolbatzailea erauzteko prozesuaren ondorioz. Metodo honek zuntzen dimentsioen kontrol zabala ematen du. Fasez aldatzeko materiala duten zuntz hutsetarako edo zuntzetarako ere erabil daiteke. Metodo honek eskalagarritasun-potentzial handia duen arren, mikrofluidikorako txipak eta ekoizpen-prozesuan emariak zehaztasunez kontrolatzeko gai diren ponpak ekoiztea eskatzen du.
ThermLab by CIC energiGUNE
ThermLaben esparruan, CIC energiGUNEk abian jarri ditu zuntzak ekoizteko mikrofluidikoaren printzipioak aplikatzera bideratutako ikerketak, energia termikoa biltegiratzeko eta kontrol termikoa egiteko. Bereziki, zuntz polimeriko malgu hutsak edo fasez aldatzeko materiala duten zuntz polimeriko malguak sortzeko metodo nabarmen sinplifikatua (txipik gabea) garatu da. Grabitateak gidatzen du zuntzaren eraketa, eta banku esperimentala xiringa-ponpa bati eta beirazko edalontzi bati konektatutako beirazko kapilar bat bezain sinplea da (ikus eskema).
