[实用新型]可控波形微纳米纤维的生成装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种可控波形微纳米纤维的生成装置，属于可控波形微纳米纤维的生成装置的创新技术。

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。Reneker等人在2000年做了关于聚合物溶液在静电纺丝中射流弯曲不稳定的研究，文中提到静电纺丝中浪形纳米纤维的产生原因是因为静电纺丝的弯曲不稳定。Yarin等人在2001年进一步对静电纺丝过程中的射流不稳定做了建模等研究。Han等人在2007年做了关于静电纺丝过程中弯曲射流的沉积，文中提到了利用静电纺丝射流弯曲不稳定沉积螺旋纳米纤维以及浪形（波形）纳米纤维的方法。Han等人在2008年继续研究了利用静电纺丝弯曲不稳定沉积螺旋纳米纤维以及三角波等波形纤维的方法，并用数学模型解释了其形成机制。之后在波形纤维的生成上并没有多大进展，都是利用远场静电纺丝的弯曲不稳定来生产波形纤维的。sun等人在2013年，将静电纺丝喷头安装在往复摆动的机构上，收集器在垂直于喷头运动方向的方向上运动，从而提出一种静电纺丝生成波形纳米纤维的方法。孙道恒等人2006年首次提出近场电纺，通过对近场电纺的研究，射流在多场耦合的因素下，落到收集板上结晶时也会出现波形结构纤维。但综所述用静电纺丝方法生成纳米纤维都是不可控的。

MEMS器件在国民经济建设中越来越显得非常重要，并且与我们的生活息息相关，利用静电纺丝生产MEMS器件以及穿戴电子，柔性电子产品等在最近几年变得很热门。其中波形结构纳米纤维可用于多种MEMS器件的结构，如微天线，加速度传感器，位移传感器，电容等具有很好的运用前景。同时，在可拉伸的柔性电子产品里面，波形纤维也有很大地应用前景。

然而，在这些运用前景里面，对波形纳米纤维的形态以及尺寸都有一定的要求，上述提到的波形纳米纤维的生产方法都不能很好地控制波形纤维的形貌以及尺寸，因此提出一种在近场电纺中，利用在辅助电极加上可控电场，从而使得纳米纤维做到可控沉积。

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可控波形微纳米纤维的生成装置。本实用新型不仅节省空间、成本低、使用安全、操作方便，使用寿命长。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的可控波形微纳米纤维的生成装置，包括有精密注射泵、精密注射泵进给机构导轨、精密注射泵动力传递滑块、注射器推杆 、注射器、静电纺丝喷头、辅助电极、可控电源、运动平台、收集器、高压直流电源、控制系统、动力丝杠，注射器固定安装在精密注射泵上，精密注射泵的动力输出通过动力丝杠带动精密注射泵动力传输滑块将进给动力传输给注射器推杆，注射器推杆向前进给将注射器里面的溶液从静电纺丝喷头挤出形成泰勒锥，高压直流电源与静电纺丝喷头相连，收集器安装在运动平台上，收集器与接地端相连，控制系统与高压直流电源连接，控制系统控制高压直流电源，运动平台与控制系统连接，控制系统控制运动平台为收集器提供运动速度和方向，两块辅助电极在静电纺丝喷头两侧平行对立安装，两块辅助电极分别与可控电源连接，两块辅助电极板在控制系统的控制下，两块辅助电极之间产生可变电场。

   本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

   1）本实用新型的装置是采用近场直写电纺装置，在不加辅助电场时可以生成稳定均匀的纤维，可以排除其他因素对纳米纤维沉积的影响；

2）本实用新型装置所采用注射泵是精密注射泵，可以进行更精确控制；

3）本实用新型的辅助电极所加电场是可控电场，可根据实际需求来调节电场的频率以及幅值；

4）收集器安装在辅助电极电场中间，收集器接收纤维的那一面的水平高度位置是高于辅助电极下表端面，静电纺丝喷头末端的水平高度低于辅助电极上表端面，可以减小射流受辅助电极的边缘电场的影响。

本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的可控波形微纳米纤维的生成装置。

附图说明

图1为可控波形微纳米纤维装置的系统结构示意图；

图2为可控波形微纳米纤维装置的主视图图；

图3为可控波形微纳米纤维装置的侧视图；

图4为可控波形微纳米纤维装置的俯视图。

具体实施方式

实施例：