靜電紡絲——Electrospinning

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué) 工作原理 裝置設(shè)備 影響因素 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展歷史中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)發(fā)展歷史發(fā)展歷史1966Simons申請了由靜電紡絲法制備超薄、超細(xì)非織造膜的專利1995Reneker 研究組開始對靜電紡絲進(jìn)行研究。靜電紡絲迅速發(fā)展1999Fong等對靜電紡絲納米纖維串珠現(xiàn)象及微觀結(jié)構(gòu)作了研究A.Formhals在發(fā)明專利中最早報道靜電紡絲，設(shè)計了紡絲加工的裝置1934Larrondo等對聚乙烯和聚丙烯進(jìn)行了熔融靜電紡絲的研究19812000Spivak等首次采用流體動力學(xué)描述靜電紡絲過程, 并且提出了靜電紡絲的工藝參數(shù)2003全面系統(tǒng)地研究靜電紡絲超細(xì)纖維微觀形貌的

2、影響因素、表征、過程參數(shù)的改進(jìn)2004多組分聚合物的靜電紡絲。靜電紡絲和其他方法結(jié)合開發(fā)新型納米纖維。納米纖維紡絲機(jī)納米蜘蛛問世中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué) 工作原理 裝置設(shè)備 影響因素 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展歷史中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)靜電紡絲裝置示意圖工作原理-一個典型的裝置圖.pl/sblonski/nanofibres.html中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)工作原理 靜電紡絲的形成機(jī)理(0) Taylor錐的形成(1) 射流（纖維束）的形成(2) 射流（纖維束）的彎曲移動及劈裂細(xì)化；(3) 溶劑的揮發(fā)及射流（纖維束）的固化。王淑紅，靜電紡絲制備幾種聚合

3、物/無機(jī)物復(fù)合納米纖維與性能研究，博士論文中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)工作原理(0)泰勒錐(Taylor cone)的形成液滴隨時間的形狀變化中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)工作原理(1) 射流（纖維束）的形成無高壓20kV20kV加個角度中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)工作原理(2)射流（纖維束）的彎曲移動及劈裂細(xì)化a.pl/nanofibres/numerical.htm理論模擬圖實物觀測圖中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)工作原理(3)射流（纖維束）的固化固化過程http:/www.p- 工作原理 裝置設(shè)備 影響因素 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展歷史中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化

4、學(xué)裝置設(shè)備1. 單針頭裝置2. 多針頭裝置靜電紡絲制備薄膜的效率提高h(yuǎn)ttp:/www.electro- 靜電紡絲原理研究進(jìn)展. 高分子通報,2009,06:38-47.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)裝置設(shè)備Yujie Xiong, Brian T.Mayers and Younan Xia, Some recent developments in the chemical synthesis of inorganic nanotubes, Chem. Commun. , 2005, 5013-5022http:/www.electro- 工作原理 裝置設(shè)備 影響因素 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展歷史中國科學(xué)

5、技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)影響因素紡絲液性質(zhì)紡絲液性質(zhì)紡絲工藝參數(shù)紡絲工藝參數(shù)環(huán)境參數(shù)環(huán)境參數(shù)聚合物分子量聚合物分子量施加電壓施加電壓溫度溫度紡絲液粘度紡絲液粘度針頭到收集板的距離針頭到收集板的距離濕度濕度紡絲液濃度紡絲液濃度紡絲液流量紡絲液流量紡絲室氣流速度紡絲室氣流速度紡絲液電導(dǎo)率紡絲液電導(dǎo)率紡絲液彈性紡絲液彈性紡絲液表面張力紡絲液表面張力靜電紡絲的影響因素中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué) 工作原理 裝置設(shè)備 影響因素 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展歷史中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)應(yīng)用靜電紡絲鋰-空氣電池過濾材料傳感器生物材料納米纖維增強復(fù)合材料納米纖維膜和智能布料光電材料酶和催化劑的支撐體自犧牲模板電子器件中國科

6、學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)制備Li-O2電池正極材料http:/www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html虛線框中。放電后生成的絕緣的不溶解的Li2O2沉積在正極材料表面嚴(yán)重的極化、電子電導(dǎo)率低中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)制備Li-O2電池正極材料用紅圈中的東西做前面圖中方框中的正極材料。1穩(wěn)定的緊密納米結(jié)構(gòu)2比表面積很大3提供容易連續(xù)單程電子轉(zhuǎn)移通道，4大量反反應(yīng)位點Nano Lett. 2013, 13, 4190 4197中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)生物細(xì)胞檢定板Mimetix 96-well p

7、late for cell-based assayshttp:/www.electrospinning.co.uk/真實的三維環(huán)境，讓細(xì)胞活得更久、更好地模擬在人體內(nèi)部中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)生物細(xì)胞的包裹-釋放材料濃度、進(jìn)液速度、電壓靜電紡絲Young-Jin Kim, Mitsuhiro Ebara, and Takao Aoyagi , A Smart Nanofiber Web That Captures and Releases Cells , Angew. Chem. 2012 , 124 , 10689 10693低溫疏水，高溫親水1三維結(jié)構(gòu)更適合細(xì)胞生存2實現(xiàn)了細(xì)胞的儲存-

8、釋放3材料可循環(huán)利用中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)香煙濾膜PVC紡絲無紡布濾煙前濾煙后，管子變粗了M. Lackowski, A. Krupa, A. Jaworek, Nonwoven filtration mat production by electrospinning Method, Journal of Physics: Conference Series 301 (2011) 012013中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)NH3 Gas Sensor石英振蕩器為底，PVA-PAA納米纖維傳感器涂層材料制備得到的傳感器這對NH3敏感性為50ppmSEM表征圖1納米纖維結(jié)構(gòu)尺寸小、比表面積大2傳感器的靈敏度、響應(yīng)速度和選擇性好Ding, B.; Kim, J. H.; Miyazaki, Y.; Shiratori, S. M., Electrospun nanofibrous membranes coated quartz crystal microbalance as gas sensor for NH3 detection. Sens. Actuator B-Chem. 2004, 101 (3), 373-380.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料合成化學(xué)總結(jié)與展望1靜電紡絲技術(shù)可