制作定位、定量的纳米线是实现微纳米集成、纳米器件开发的关键性基础技术。针对传统静电纺丝技术的固有缺陷- - 无序性,提出近场静电纺丝技术(NFES)。课题主要研究了NFES的基本控制规律;对探针针尖进行疏水性处理,针尖液滴直径控制在20~30μm,确保了电纺丝过程的均匀可控;研究单根电纺纳米纤维的沉积行为,当收集板运动速度高于电纺丝速度时可直写出直线状纳米纤维;进行薄膜直写实验,可获得线宽1~20μm有序薄膜结构;对电纺丝过程进行仿真建模,分析了射流的形态变化和纳米纤维的沉积过程,为纳米纤维的可控沉积提供了理论支持;采用不同的电极结构,通过实验分析了有序纳米纤维的沉积运动规律;采用微图案化硅基底作为收集板研究了单根电纺纳米纤维的定位与形貌控制技术,在电导率较低的SiO2基底上受较大电荷排斥力的作用,需要更高的收集板运动速度才可直写出单根直线状纳米纤维;通过喷头与收集板上微图案结构的对准,可以将纳米纤维定位于直径仅为1.6μm的微结构阵列上方;搭建了高精密微纳米直写平台,为连续有序纳米纤维的快速生产奠定基础。本课题的研究将为聚合物微纳米结构的产业化应用提供良好的实验与理论基础。
英文主题词Near Field;Electrospinning;Low Voltage;Controllable;Nanofiber