Una fibra cava è una fibra lavorata con uno spazio cavo. A causa dello spazio cavo, le fibre cave sono leggere e flessibili e caratterizzate da elevate proprietà di conservazione del calore, proprietà di assorbimento idrico e proprietà di asciugatura rapida. Le fibre cave sono utilizzate non solo per i prodotti di abbigliamento ma anche in un’ampia gamma di apparecchiature di filtraggio. Questa sezione presenta l’osservazione e misurazione di fibre cave utilizzando microscopi digitali.

Osservazione e misurazione di fibre cave utilizzando microscopi digitali

Che cos’è un filtro a membrana a fibre cave?

Un filtro a membrana a fibre cave è realizzato con membrane a fibre cave, che prendono la forma di un cilindro cavo, prodotti iniettando materie prime fuse da un ugello. Le pareti della membrana a fibre cave hanno un numero infinito di micropori.
Diversi componenti e corpi estranei possono essere sparati ed estratti regolando il diametro di questi pori.

Utilizzo di filtri a membrana a fibre cave per purificatori d’acqua domestici

Fino alla prima metà degli anni Ottanta, i purificatori d’acqua utilizzavano comunemente carbone attivo. Da allora, l’utilizzo di filtri che combinano carbone attivo e membrane a fibre cave si è diffuso. Le membrane a fibre cave sono fibre sottili simili a cannucce di polimeri artificiali, come polisolfone, polietilene o polipropilene, raggruppate insieme per formare un filtro. Le pareti delle membrane presentano micropori che assorbono le particelle di sostanze impure.
Il carbone attivo assorbe cloro residuo, odore di cloro, odore di muffa, trialometani, sostanze chimiche agricole e altre sostanze indesiderate, mentre le membrane a fibre cave eliminano ruggine del ferro, batteri, torbidità e altre sostanze indesiderate.

Uso medico di filtri a membrana a fibre cave

I filtri a membrana a fibre cave sono inoltre utilizzati in varie applicazioni in campo medico.

Principali esempi di applicazione

Rene artificiale (dializzatore)
Le fibre cave dei reni artificiali utilizzati per la dialisi artificiale presentano pori con un diametro di circa cinque nanometri. Poiché i globuli rossi, i globuli bianchi e molte proteine del plasma, sono più grandi del diametro dei pori, dalle fibre cave fuoriescono solo l’acqua in eccesso e le sostanze uremiche (prodotti di scarto).
Separatore di plasma
I pori con un diametro di circa 300 nanometri possono separare i componenti cellulari del sangue, come globuli rossi e piastrine, dai componenti del plasma contenenti proteine.
Separatore di componenti del plasma
I separatori di componenti del plasma incorporano fibre cave con diametri dei pori controllati in dimensioni specifiche, come circa 10 nanometri, 20 nanometri o 30 nanometri.

Esempi di osservazione e misurazione di fibre cave utilizzando microscopi digitali

Questi sono recenti esempi di osservazione e misurazione delle fibre cave che utilizzano il Microscopio digitale 4K della Serie VHX di KEYENCE.

Osservazione superficiale di una fibra cava di un rene artificiale
VH-Z500, 500×, illuminazione coassiale + HDR
Superiore: composizione della profondità Inferiore: immagine normale
L’utilizzo dell’HDR con la composizione della profondità consente l’analisi dei difetti senza utilizzare un microscopio elettronico di scansione (SEM).
Immagine di misurazione automatica dell’area di una sezione trasversale di una fibra cava
VH-Z20, 50×, illuminazione anulare
Immagine di misurazione automatica dell’area di una sezione trasversale di una fibra cava
VH-Z20, 100×, illuminazione anulare
Le misurazioni in sezione trasversale che in precedenza venivano effettuate manualmente possono ora essere automatizzate.
Misurazione automatica dell’area di un rene artificiale
VHX-Z20, 20×, illuminazione anulare + HDR
La funzione HDR può contare con precisione il numero di fibre e valutare i diametri interni ed esterni.