フェムト秒レーザーによるエレクトロスピンコアシェルナノファイバーのアブレーション特性

この研究では、コアシェルナノファイバーのアブレーション特性との関係とシェルポリマーのフェムト秒レーザーアブレーション特性を調べました。バルクポリカプロラクトン（PCL）の単一パルスアブレーション閾値は2.12J/cm（2）と測定され、バルクポリジメチルシロキサン（PDMS）の閾値は4.07J/cm（2）でした。インキュベーション係数は、PCLで0.82±0.02、PDMSで0.53±0.03と測定されました。PDMS-PCLコアシェルと純粋なPCLナノファイバーは、エレクトロスピニングによって製造されました。純粋なPCLおよびPDMS-PCLコアシェルナノファイバーアブレーションのエネルギー/体積は、さまざまなスキャン速度で作られた線形アブレーション溝を測定することにより調査しました。大規模なスキャン速度では、PCLナノファイバーよりもPDMS-PCLナノファイバーの機械加工には、より高いエネルギー/体積が必要でした。ただし、小さなスキャン速度では、PDMS-PCLおよびPCLナノファイバーアブレーションについて、同等のエネルギー/体積が測定されました。さらに、小さなレーザーパルスエネルギーと大規模なスキャン速度でのPDMS-PCL繊維の線形スキャンアブレーションでは、シェルが除去されたがコアが残っている部分的にアブレーションされた繊維がありました。これは、シェル材料のより低いアブレーションしきい値に起因していました。

This study examined the femtosecond laser ablation properties of core and shell polymers their relationship to the ablation characteristics of core-shell nanofibers. The single-pulse ablation threshold of bulk polycaprolactone (PCL) was measured to be 2.12J/cm(2) and that of bulk polydimethylsiloxane (PDMS) was 4.07J/cm(2). The incubation coefficients were measured to be 0.82±0.02 for PCL and 0.53±0.03 for PDMS. PDMS-PCL core-shell and pure PCL nanofibers were fabricated by electrospinning. The energy/volume of pure PCL and PDMS-PCL core-shell nanofiber ablation was investigated by measuring linear ablation grooves made at different scanning speeds. At large scanning speed, higher energy/volume was required for machining PDMS-PCL nanofiber than for PCL nanofiber. However, at small scanning speed, comparable energy/volume was measured for PDMS-PCL and PCL nanofiber ablation. Additionally, in linear scanned ablation of PDMS-PCL fibers at small laser pulse energy and large scanning speed, there were partially ablated fibers where the shell was ablated but the core remained. This was attributed to the lower ablation threshold of the shell material.