[实用新型]一种针对微纳加工的电纺射流快速稳定控制装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种针对微纳加工的微纳加工的电纺射流快速稳定控制装置，属于微纳加工的电纺射流快速稳定控制装置的创新技术。

背景技术

电纺丝技术电纺丝技术最早由Formhzls在1934年提出，随后Taylor等人于1964年对静电纺丝过程中带电聚合物的变形提出了泰勒锥这一概念，直到上个世纪90年代人们开始广泛关注电纺丝技术。但静电纺丝生产出来的纳米纤维很难有序收集，也很难做到有序排布。2006年，孙道恒等人提出近场电纺直写技术， 基于近场静电纺的电纺直写技利用电纺过程中直线稳定射流的优点, 实现了单根米纤维的有序沉积, 为电纺丝纳米纤维的产业化应开拓了一种新的方法。

目前，通过近场电纺直写技术已经实现了直径由几纳米到数百纳米范围内近百种不同聚合物纳米纤维、各种类型聚合物、无机物复合纳米纤维及无机纳米纤维的制备。由高压静电纺丝技术所制备的纳米纤维材料已经在光电子、传感器和生物科学领域表现出极大的应用潜力。

在1950年以前,国外Hafstad用一个FP一54型静电计管,在几分钟时间能检测出                                               安的电流(2电子/秒),然而只有在实验条件下,这电流才是有用的。FP-54型静电计管的直流放大器输入级中使用着真空管。近代的一些静电计管电路的测量能力不如Hafstad等人的早期电路好。这是由于大规模廉价管子的生产,使管子的质量下降川。从1949年出现晶体管以来,设计人员在直流放大器使用这些器件,获得了不同程度的提高。Chaplin在1957年发表了第一台晶体管化的载波调制的直流放大器,这种电路具有安的测量能力。McCaslin在简单放大电路中采用了低泄漏绝缘栅场效应晶体管,使这个简单能够测量安的电流。

在电场力大于溶液的表面张力时，泰勒锥破裂，溶液在电场力作用下会形成射流。射流稳定的维持通过射流流速和电场决定。然而，在稳定可纺电压和流速匹配的情况下，泰勒锥破裂至射流稳定需要一个过程，在此过程中，射流会很不稳定，经过多次滴落液滴之后，电场力才能拉出稳定射流。所以射流不稳定期间可通过瞬间增强电场，并且电场要根据射流形态实时变化，通过这样来实现射流的持续稳定，由于高压直流电源在调节电压时有较大的滞后时间，很难做到实时精确控制，需要性能很好的高压电源，这样务必增加了成本，如果通过调节纺丝电压来改变电场是比较难实现的。因此通过改变收集板跟针尖的高度是比较容易实现实时精确控制的，本实用新型将实现通过实时调节针尖于收集板之间的距离来实现电场变化，从而控制射流快速进入稳定状态。

在静电纺丝过程中，射流进入稳定状态后，在一定范围内改变喷头与收集器之间的电场大小，不影响射流的持续稳定。

电纺直写过程电流变化对纳米纤维的沉积形貌和直径有着重要的影响。虽然近场电纺直写技术已经发展了多年，但依然无法解决初始射流不稳定性问题，如无法确定什么时候射流进入稳定状态，因此，在实际生产运用中，无法保证生产质量。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，确保射流启停的精确控制，保证生产质量的针对微纳加工的微纳加工的电纺射流快速稳定控制装置。本实用新型解决现有近场静电纺丝过程中，初始射流不稳定，且难于控制，无法预知射流什么时候进入稳定状态的问题。