靜電紡絲納米纖維形貌沉積工藝.pdf

1、靜電紡絲作為目前用于生產(chǎn)納米纖維最高效、成本最低的一種技術(shù)，在環(huán)保、電子信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出了強有力的運用價值。而纖維的形貌直接決定著纖維的運用，如由無序狀態(tài)的納米纖維組成的納米纖維膜主要用于環(huán)保等領(lǐng)域，而有序或者圖案化的纖維則在MEMS制造和生物醫(yī)療領(lǐng)域具有很高的運用前景。因此，本文將研究三種不同納米纖維形貌的沉積工藝，包括遠場無序納米纖維形貌多噴頭沉積工藝、近場直寫直線排布納米纖維沉積工藝、近場直寫輔助電場控制波形納米纖維沉積

2、工藝。
　　首先，針對陣列多噴頭遠場無序納米纖維形貌沉積工藝，研究了噴頭分布（拓撲結(jié)構(gòu)及間距大?。?、收集方式對電場分布均勻性的影響。首先通過comsol有限元軟件對噴頭尖端電場數(shù)值的均勻性進行仿真分析，輔助噴頭結(jié)構(gòu)的設計和優(yōu)化，進而搭建了實驗裝置，并采用9％的PVA水溶液進行了系列實驗。結(jié)果表面，隨著噴頭數(shù)量的增加，噴頭尖端的電場相對變小;增大噴頭之間的間距可以弱化噴頭間電場的互相影響;噴頭的拓撲結(jié)構(gòu)和收集方式也有助于弱化噴頭間的

3、電場，在本文實驗中，大面積的噴頭分布中，圓柱面作為收集裝置是最有利于均勻化噴頭間的電場的。
　　其次，針對直寫直線排布納米纖維形貌沉積工藝，實驗探究了近場直寫線性排布納米纖維的沉積工藝參數(shù)對纖維形貌和沉積精度的影響?；诰苓\動平臺搭建了一個數(shù)控化納米纖維直寫實驗裝置，可以實現(xiàn)對直寫線性排布納米纖維的沉積控制。借助這個實驗裝置，采用4wt％濃度的PEO水溶液，研究了紡絲電壓、紡絲高度、收集裝置運動速度對直線纖維形貌的影響，最后在此

4、平臺上實現(xiàn)了對直寫直線型納米纖維間距可控的實驗，為進一步的直寫工藝探究提供了實驗基礎(chǔ)。
　　最后，針對傳統(tǒng)近場直寫電紡工藝難于實現(xiàn)波形纖維沉積工藝問題，實現(xiàn)可控波形納米纖維沉積工藝的研究，首次提出將可控電壓以及頻率的交流電場運用于近場直寫電紡中，用于控制生成波形納米纖維，通過實驗記錄、建模仿真以及借助高速攝像機觀察等手段對波形納米纖維的沉積工藝進行研究。最終實驗表明，利用交流輔助電場可以很好地通過控制交流電壓的大小和頻率來控制波形