電紡直寫針尖誘導定位沉積行為的實驗研究.pdf

1、電紡直寫技術利用外加電場力拉伸噴射溶液產(chǎn)生射流噴射，利用射流穩(wěn)定直線階段實現(xiàn)有序微納結(jié)構的噴印;并在有機微納系統(tǒng)、柔性電子器件等領域顯示了巨大的發(fā)展?jié)摿?。約束射流鞭動、增強噴射穩(wěn)定、提高直寫微納結(jié)構定位精度已成為電紡直寫技術應用研究的關鍵。本文引入誘導針尖產(chǎn)生集中約束電場，以減弱干擾影響、減小射流擺動范圍，實現(xiàn)直寫射流的精確引導定位沉積。
　　設計帶有針芯誘導功能的電紡直寫噴頭，利用針芯的尖端效應，增強噴嘴處局部電場對射流產(chǎn)生約束

2、與引必作用，從而達到降低啟動電壓、降低射流的電荷密度的目的。針芯誘導作用下射流的擺動范圍從15°降低到1°～3°，電紡直寫納米纖維最小直徑151nm。討論了電壓、極間距、溶液濃度及收集板移動速度等參數(shù)對纖維沉積形貌和定位精度的影響，為提高直寫微納米結(jié)構的定位精度和減小結(jié)構誤差提供了實驗基礎。
　　進一步在收集板下方加載與噴嘴處誘導針芯相對的誘導針尖電極，在噴嘴與射流沉積點之間產(chǎn)生電場集中效應，增強空間電場對帶電射流的約束作用，引導

3、射流進行精確沉積。利用針尖誘導作用，實現(xiàn)了直寫納米纖維在SiO2基底的精確圖案化沉積，研究了工藝參數(shù)對電紡直寫圖案定位精度和結(jié)構尺寸的影響規(guī)律。針芯伸出長度為0.1mm時射流穩(wěn)定性和電紡直寫圖案定位精度最優(yōu)，而定位誤差將隨著施加電壓的增加而增大。
　　再者，利用雙針尖的空間誘導作用，可引導帶電射流/納米纖維在收集板上進行多層疊加沉積，實現(xiàn)微納三維結(jié)構的噴印制造。納米纖維疊加沉積形成的三維螺旋結(jié)構直徑30μm～60μm。配合精密運動