实现纳米纤维的批量制造是其在材料、生物医学、能源及微纳米器件等领域获得应用的关键。针对传统电纺的效率低、射流不稳定和溶液粘稠化等缺陷,提出蘸取预制泰勒锥的高产电纺方法针尖阵列插入水平聚合物溶液表面后迅速抽离,溶液变形成泰勒锥,强电场作用下锥顶产生稳定射流,经不稳定运动和溶剂挥发得到纳米纤维,实现了高产量、低电压、无需清洗和电纺结果(纤维直径、表面质量和沉积分布)良好的有机结合。本项目研究蘸取预制泰勒锥的纳米纤维高产电纺制造的基本问题和关键技术,主要包括电纺的高产机理与基本规律、泰勒锥稳定持续射流临界条件、蘸取预制泰勒锥行为方式和阵列化泰勒锥的设计规则等。阐明蘸取预制泰勒锥电纺高产的内在机制;构建临界电压与溶液浓度、电极间距、针尖阵列结构和针尖抽离速度等的关系;优化蘸取泰勒锥行为方式;揭示阵列泰勒锥的分布对电纺结果的作用规律,有助于加深对批量电纺、电液动力学控制行为这一类科学问题的认识。
英文主题词Nanofiber;Electrospinning;dip-in;High-throughput;Taylor cone