電子注射泵有什麼用
近場靜電紡絲技術就是在傳統電紡的基礎上，提出的一種更低壓、更安全、更環保的紡絲方法。基本原理為透過降低紡絲距離（幾個釐米甚至幾個毫米的尺度範圍）來降低紡絲電壓。近場電紡中，一般採用探針針尖蘸取紡絲液的方式進行電紡，紡絲距離控制在２０ｍｍ
以下，
從而使紡絲電壓降至約
１
ｋ
Ｖ～４
ｋ
Ｖ
，同時將收集板置於二維運動平臺，
透過控制二維運動平臺的運動路徑，
實現電紡纖維在二維平面內的定點沉積或按預定軌跡沉積。此外，
有學者提出磁場輔助低壓近場靜電紡絲技術，
該技術是在上述低壓近場靜電紡絲的基礎上，新增輔助磁場取代或部分取代電場力對纖維進行拉伸的技術。但目前該領域的文獻不多，且主要是透過在常規靜電紡絲的基礎上增加輔助磁場來提高微奈米纖維的有序度，或者提高常規靜電紡絲製備的微奈米纖維的磁學性質等。
1
、近場靜電紡絲概念的提出
２００３年，廈門大學孫道恆等最先研究低壓電紡，介紹了一種用掃描探針作紡絲針尖進行靜電紡絲製備有序纖維的方法。用自助裝３００μｍ左右的箭頭形矽針尖（表面噴金以提高導電性）作探針，採用探針蘸取聚合物溶液的方式進行電紡， 紡絲距離為２ｃｍ ， 對應的紡絲電壓僅有４～６ｋＶ 。這種嘗試使得低壓近場靜電紡絲變為可能， 透過收集板相對紡絲針尖旋轉得到了有序排列的微奈米纖維陣列。２０ ０ ６年， 近場電紡的概念首次在Ｓ ｕ ｎ等發表於奈米快訊的報道中提出， 該團隊使用自組裝２５μｍ的鎢針尖蘸取紡絲溶液進行近場電紡，紡絲距離為５００μｍ時對應的紡絲電壓僅有６００Ｖ。實驗重點研究了近場電紡在“直寫技術” 中的應用， 控制收集板以不同的速度單向移動， 將收集板移動速度與紡絲速度進行協調匹配， 達到製備有序纖維目的， 並進行了一些初步的直寫嘗試。
（ａ）
近場電紡原理示意圖；
（ｂ～ｅ）紡絲過程照片
2、
近場靜電紡絲影響引數的探索
隨著近場靜電紡絲技術的發展， 眾多科研團體對近場電紡的影響引數進行了探索。包括聚合物濃度、紡絲距離、接收集運動速度和電場強度等。例如，在廈門大學孫道恆提出的低壓電紡中，以ＰＥＯ溶液為例，研究了聚合物濃度、 紡絲距離等引數對纖維形貌的影響。圖３展示了不同ＰＥＯ濃度下所得纖維的ＳＥＭ照片，ＰＥＯ濃度為５％ 、１０％ 、２ ０％ 、３０％ 時對應的纖維直徑分別在１００～２００ｎｍ 、 ２００～３００ｎｍ、 ３ ００～５００ｎｍ 以及５００ｎｍ～１８００ｎｍ之間。研究表明， 在合理的濃度範圍內，溶液粘性越小纖維越細。實驗還證明了ＰＥＯ濃度為１０％時不同接收距離下的纖維沉積情況。
不同濃度下低壓電紡所得
Ｐ
Ｅ
Ｏ
奈米纖維的
Ｓ
ＥＭ
照片
（ａ）５％
ｗｔＰＥＯ
；
（ｂ）
１０％ｗｔＰＥＯ；
（ｃ）
２０％ｗｔＰＥＯ；
（ｄ）
３０％ｗｔＰＥＯ
3
、近場靜電紡絲的應用
①結合３Ｄ列印技術製備生物支架
近場靜電紡絲的微納結構的３Ｄ列印方法是一種將３Ｄ列印技術的分層製造原理與近場靜電紡絲微小液滴或微納纖維絲成形控制技術相結合的方法。首先利用計算機設計微納結構的三維零件模型，並對該進行分層處理，然後用精密注射泵控制液體材料的擠出速度， 透過控制電壓、 接收距離、 流速等因素製備出微納液體流或微納纖維絲， 同時利用 Ｘ、Ｙ 軸精密移動平臺與Ｚ軸數控平臺控制其沉積位置， 透過層層堆積得到所設計的具有微納結構的三維零件實體。３Ｄ列印技術特徵與微流控系統多樣化、立體化、整合化、規模化需求相適應，是實現其一步化整合製造的有效途徑。
②製備奈米溝道
首先利用近場靜電紡絲技術將奈米纖維按預定軌道直接沉積在襯底上，之後在襯底上磁控濺射一層金膜作溝道材料，最後將該襯底在氯仿中超聲清洗１５ｍｉｎ，奈米纖維及覆蓋在其上的金即可被超聲剝離，進而形成一條奈米溝道，原理如圖所示
近場電紡技術製備奈米溝道
（ａ）近場電紡製備奈米溝道原理；
（ｂ）不同形貌的奈米溝道
③
半導體器件噴印製造
2013
年報道了一種在近場電紡條件，電流體動力直寫（ＥＤＷ）ＺｎＯ
奈米纖維並實現其與奈米器件組裝整合的方法［３９
］，提供了一種用有序功能奈米纖維構造具有特殊結構體系電子器件的有效方式。文章中，在紡絲電壓為２ｋＶ、紡絲距離為２ｍｍ的工藝引數下直寫的形貌可控的ＺｎＯ奈米纖維可以精確組裝在平滑的、結構化的襯底，甚至是三維襯底上。此外，透過此方法制備出了單根ＺｎＯ奈米纖維場效應電晶體，並測試了其效能，如圖９所示。利用近場電紡技術製備的半導體器件不僅能極大縮小器件體積，實現器件的微型化，而且在效能上也有較大程度的改善。
④製備奈米發電機
Ｃｈａｎｇ
等報道了關於利用近場電紡直寫技術製備具有高能量轉化效率的奈米發電機的文章，文章中以具有壓電效應的聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）為原料，應用近場電紡技術在柔性襯底上直寫
ＰＶＤＦ奈米纖維製備出了壓電性ＰＶＤＦ奈米發電機，
並研究了在原位機械拉伸和電極化條件下ＰＶＤＦ纖維的壓電性質和奈米級發電機應用方面的效能。實驗測試了單根ＰＶＤＦ纖維奈米發電機模型的壓電響應，
並將更多的ＰＶＤＦ纖維有序排列以增強電力輸出，同時在拉伸恢復頻率為０．５Ｈｚ的條件下進行了為時１００ｍｉｎ的長時間穩定測試，結果顯示輸出電壓與輸出電流都保持在穩定水平，保證了該奈米發電機的穩定性。
文章來源：輕子奈米http：//www。qingzitech。com/
