[发明专利]聚焦旋转喷射纺丝装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于一根或多根微米或纳米尺寸聚合物纤维的聚焦定向沉积的系统，所述系统包括:

储存器，所述储存器被构造成保持包括聚合物的材料并能够围绕旋转轴线旋转，所述储存器包括:

第一端；

第二端，所述第二端与所述第一端相对；

外侧壁，所述外侧壁从所述第一端延伸至所述第二端，所述储存器的形状包括从所述储存器的所述外侧壁径向向内设置的一个或多个孔，所述一个或多个孔被构造成使得气体能够从所述第一端运动通过所述储存器到达所述第二端；和

一个或多个孔口，所述一个或多个孔口形成在所述外侧壁中，所述一个或多个孔口中的每一个被构造成用于在所述储存器的旋转期间通过所述孔口径向向外喷射所述材料作为喷射射流；以及一个或多个气流源，所述一个或多个气流源中的每一个被构造成在所述储存器的旋转期间引导气流从所述储存器的所述第一端的上游通过所述储存器的所述一个或多个孔从所述储存器的所述第一端到所述第二端以及所述储存器的所述第二端的下游，所述一个或多个气流源共同在所述储存器的所述第二端的下游的第一方向上形成组合气流，所述组合气流卷吸并偏转一股或多股喷射射流，以在第一方向上形成所述一根或多根微米或纳米尺寸聚合物纤维的聚焦流，所述第一方向具有与所述储存器的所述旋转轴线成5度以内的取向。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个气流源包括多个气流源，所述多个气流源具有汇聚的取向，以在所述第一方向上形成所述组合气流。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述多个气流源中的至少一些气流源的相对于所述气流源中的其他气流源的气流速度是可控制的，以实现平衡的组合气流。

4.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述一个或多个气流源的总气流速度是可控制的，以改变所述微米或纳米尺寸聚合物纤维的所述流具有最紧密聚焦的位置距所述储存器的距离。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述多个气流源的数量和所述多个气流源的布置被构造成使得，在所述储存器的旋转期间的任何单个时间点，来自所有所述多个气流源的气流流过所述储存器的所述一个或多个孔中的孔，或者来自所有所述多个气流源的气流被所述储存器阻挡。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的系统，其中所述多个气流源包括三个气流源。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述第一方向在所述旋转轴线的2度范围内。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述第一方向基本平行于所述旋转轴线。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述一根或多根微米或纳米尺寸聚合物纤维的所述聚焦流的流宽小于所述储存器的所述外侧壁的直径。

10.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，所述系统进一步包括设置在所述多个气流源的上游的阻流结构，所述阻流结构被构造为减少所述多个气流源的上游的气流对于所述微米或纳米尺寸聚合物纤维的所述流的聚焦的影响。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述阻流结构设置在旋转的所述储存器的上游，并且被构造为至少部分地阻挡来自旋转的所述储存器的上游的气流，从而减小来自旋转的所述储存器的上游的气流对由于所述储存器的旋转而产生的气流与通过所述一个或多个孔的所述气流之间的相互作用的影响。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的系统，其中所述阻流结构是静止的，并且不随所述储存器旋转。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的系统，其中所述阻流结构能够增强对由所述气流和所述储存器的所述旋转所产生的涡流结构的控制，从而当纤维朝向目标行进时，提升对于所述微米或纳米尺寸聚合物纤维的横向沉积区域的控制。