發(fā)布時間：2020-11-13 08:04

　　 聚合物基微納制造過程中,高粘度流體在微管道輸運過程中存在流阻大、噴嘴易堵以及流體輸運響應(yīng)慢等問題。本文提出把微尺度韋森堡效應(yīng)應(yīng)用于高粘度流體輸運中,構(gòu)建了基于微尺度韋森堡效應(yīng)的流體輸運方法,采用旋轉(zhuǎn)式的噴嘴進行高粘度流體的直寫,把流體輸運系統(tǒng)與微噴嘴有效結(jié)合在一起。解決了高粘度噴嘴易堵和流體輸運響應(yīng)慢等問題,實現(xiàn)了微量高粘度流體的快速穩(wěn)定輸運,并探究了基于微尺度韋森堡效應(yīng)的直寫性能以及在變流道直徑微流控芯片、螺旋光纖等微結(jié)構(gòu)制備方面的應(yīng)用。考察了微尺度韋森堡效應(yīng)的流體輸運原理和行為,實驗分析針芯轉(zhuǎn)速、針芯直徑、溶液粘度等對爬桿效應(yīng)的作用規(guī)律,探究了微尺度韋森堡效應(yīng)用于流體輸運的可行性及穩(wěn)定性;分析了雙桿效應(yīng)中兩桿間距、針芯轉(zhuǎn)速及溶液粘度等對溶液輸運的影響;探究了微尺度韋森堡效應(yīng)應(yīng)用于微管輸運溶液的性能,每秒溶液流量可至167pL,為窄線寬連續(xù)穩(wěn)定直寫奠定了基礎(chǔ)。運用自制的基于微尺度韋森堡效應(yīng)的直寫裝置,對直寫行為開展了系統(tǒng)、深入研究。分析了收集板運動速度、針芯轉(zhuǎn)速、溶液濃度以及收集距離對直寫液膜線條形貌的影響;通過對液膜線條線寬變化的分析,探究了基于微尺度韋森堡效應(yīng)直寫的動態(tài)特性,直寫相差10倍直徑的液膜線條所需的響應(yīng)時間少于0.5s,遠小于擠壓式的58s;直寫了二維、三維微結(jié)構(gòu),驗證了微尺度韋森堡效應(yīng)在微量高粘度流體直寫方面的穩(wěn)定性及快速響應(yīng)性能。開展了變流道直徑的微流控芯片制作工藝研究,創(chuàng)新性提出螺旋光纖(聚甲基丙烯酸甲酯)的制備方法。分析了螺旋光纖制造中啟動、維持電壓的影響因素;探究了收集板移動速度、針芯轉(zhuǎn)速及收集距離等對螺旋光纖直徑及周期的影響;測試了螺旋光纖對溫度和熒光的敏感性能,使用直徑為7.6μm、周期為21.5μm的螺旋光纖作為敏感單元,檢測的最低熒光分子濃度為10-10mol/L,比非螺旋光纖小2個數(shù)量級。
【學位單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN492
【部分圖文】：

聚合物微納結(jié)構(gòu)因其特有的生物、電以及光學等性能，使其在航空航天［１，２］、??生物醫(yī)療［３，４］、微機電系統(tǒng)［５，６］以及光子晶體［７’８］等方面都表現(xiàn)出優(yōu)越的研宄及應(yīng)用??價值（圖１－１）。近年來，微納增材制造技術(shù)的不斷發(fā)展使得微納結(jié)構(gòu)制造變的越??來越簡便，但是目前的微納制造技術(shù)，如傳統(tǒng)噴墨打印、電液耦合噴印、微擠出??等制造技術(shù)，一般可打印的材料粘度較低，這便限制了可打印材料的種類，而且??通常使用空心管作為噴嘴，高粘度聚合物在微管道內(nèi)流阻較大很容易出現(xiàn)長時滯??以及堵噴頭等問題Ｋ９１，無法滿足微納制造的發(fā)展需求。??解決微量、高粘度聚合物在輸運過程中出現(xiàn)的長時滯以及堵噴頭等問題成為??促進微納制造技術(shù)發(fā)展的重要部分。因此，需要改進現(xiàn)有微納制造技術(shù)的供液方??法，在保證微量供液的同時提高高粘度聚合物的響應(yīng)速度，實現(xiàn)微量高粘度聚合??物的連續(xù)、穩(wěn)定輸運，促進微納制造技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。??圖１－１微納結(jié)構(gòu)應(yīng)用｜Ｗ８｜：?（ａ）飛機蒙皮；（ｂ）生物組織；（ｃ）人工皮膚；（ｄ）微??流控芯片；（ｅ）柔性電子；（１）光子晶體。??１．１聚合物基微納制造技術(shù)??目前針對不同的材料特性以及微納結(jié)構(gòu)需求發(fā)展出多種聚合物基微納制造??技術(shù)

聚合物微納結(jié)構(gòu)因其特有的生物、電以及光學等性能，使其在航空航天［１，２］、??生物醫(yī)療［３，４］、微機電系統(tǒng)［５，６］以及光子晶體［７’８］等方面都表現(xiàn)出優(yōu)越的研宄及應(yīng)用??價值（圖１－１）。近年來，微納增材制造技術(shù)的不斷發(fā)展使得微納結(jié)構(gòu)制造變的越??來越簡便，但是目前的微納制造技術(shù)，如傳統(tǒng)噴墨打印、電液耦合噴印、微擠出??等制造技術(shù)，一般可打印的材料粘度較低，這便限制了可打印材料的種類，而且??通常使用空心管作為噴嘴，高粘度聚合物在微管道內(nèi)流阻較大很容易出現(xiàn)長時滯??以及堵噴頭等問題Ｋ９１，無法滿足微納制造的發(fā)展需求。??解決微量、高粘度聚合物在輸運過程中出現(xiàn)的長時滯以及堵噴頭等問題成為??促進微納制造技術(shù)發(fā)展的重要部分。因此，需要改進現(xiàn)有微納制造技術(shù)的供液方??法，在保證微量供液的同時提高高粘度聚合物的響應(yīng)速度，實現(xiàn)微量高粘度聚合??物的連續(xù)、穩(wěn)定輸運，促進微納制造技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。??圖１－１微納結(jié)構(gòu)應(yīng)用｜Ｗ８｜：?（ａ）飛機蒙皮；（ｂ）生物組織；（ｃ）人工皮膚；（ｄ）微??流控芯片；（ｅ）柔性電子；（１）光子晶體。??１．１聚合物基微納制造技術(shù)??目前針對不同的材料特性以及微納結(jié)構(gòu)需求發(fā)展出多種聚合物基微納制造??技術(shù)

聚合物微納結(jié)構(gòu)因其特有的生物、電以及光學等性能，使其在航空航天［１，２］、??生物醫(yī)療［３，４］、微機電系統(tǒng)［５，６］以及光子晶體［７’８］等方面都表現(xiàn)出優(yōu)越的研宄及應(yīng)用??價值（圖１－１）。近年來，微納增材制造技術(shù)的不斷發(fā)展使得微納結(jié)構(gòu)制造變的越??來越簡便，但是目前的微納制造技術(shù)，如傳統(tǒng)噴墨打印、電液耦合噴印、微擠出??等制造技術(shù)，一般可打印的材料粘度較低，這便限制了可打印材料的種類，而且??通常使用空心管作為噴嘴，高粘度聚合物在微管道內(nèi)流阻較大很容易出現(xiàn)長時滯??以及堵噴頭等問題Ｋ９１，無法滿足微納制造的發(fā)展需求。??解決微量、高粘度聚合物在輸運過程中出現(xiàn)的長時滯以及堵噴頭等問題成為??促進微納制造技術(shù)發(fā)展的重要部分。因此，需要改進現(xiàn)有微納制造技術(shù)的供液方??法，在保證微量供液的同時提高高粘度聚合物的響應(yīng)速度，實現(xiàn)微量高粘度聚合??物的連續(xù)、穩(wěn)定輸運，促進微納制造技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。??圖１－１微納結(jié)構(gòu)應(yīng)用｜Ｗ８｜：?（ａ）飛機蒙皮；（ｂ）生物組織；（ｃ）人工皮膚；（ｄ）微??流控芯片；（ｅ）柔性電子；（１）光子晶體。??１．１聚合物基微納制造技術(shù)??目前針對不同的材料特性以及微納結(jié)構(gòu)需求發(fā)展出多種聚合物基微納制造??技術(shù)
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳復堯;邱美玲;王斌;;3D打印無人機的研究現(xiàn)狀及問題分析[J];飛航導彈;2015年10期

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 顏改革;微型壓電噴墨結(jié)構(gòu)制造工藝研究[D];大連理工大學;2015年

2 何廣奇;鞘氣聚焦電紡直寫噴頭設(shè)計及射流約束沉積實驗研究[D];廈門大學;2014年

3 蔡仁燁;細胞打印過程中的細胞受損分析[D];西安電子科技大學;2013年

本文編號：2881958