【摘要】：電噴印作為一種基于電流體動(dòng)力理論的技術(shù),其利用高電壓將液體于噴嘴末端拉伸出泰勒錐,并在泰勒錐頂端形成帶電射流,具備成本低,效率高,按需制造等優(yōu)勢,在電子電路、微納傳感器、生物薄膜等方面具有極大的應(yīng)用前景。本文針對聚丙烯腈(PAN)和聚乙烯醇(PVA)聚合物微納結(jié)構(gòu)制造需求,開展了上述聚合物材料的電噴印工藝研究:面向醫(yī)學(xué)止血材料制造需求,搭建了電噴印平臺(tái),探究PVA溶液噴印參數(shù)與纖維直徑關(guān)系,并進(jìn)行止血試驗(yàn)驗(yàn)證。搭建了同軸聚焦電噴印實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了PAN溶液電噴印特性及后續(xù)納米線處理工藝。集成了高壓電源、微量注射泵、位移平臺(tái)等設(shè)備,搭建了電噴印平臺(tái),用于大孔徑止血膜的制造。設(shè)計(jì)并制造了液體電極,改善了由庫侖力引起的射流鞭動(dòng)的不穩(wěn)定情況。改造了襯底支撐裝置,使用聚酰亞胺等輕質(zhì)耐高溫材料,降低了重量,減小了平臺(tái)負(fù)重,實(shí)現(xiàn)了打印過程襯底位置與溫度的靈活調(diào)節(jié),搭建了同軸聚焦電噴印實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。使用電噴印技術(shù),以PVA溶液為噴印材料,并加入少量醛基葡聚糖(PAD)及高嶺土,制造了可以用于控制出血的止血膜,同時(shí)探究了噴印參數(shù)(電壓、流量、溶液濃度)對于電噴印過程及結(jié)果的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),隨著電壓的提高,噴印過程趨于穩(wěn)定,然而當(dāng)電壓過大,射流劇烈擺動(dòng),甚至出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。隨著流量及溶液濃度的減小,得到的纖維直徑也隨之減小。并以紗布作為襯底,制備了具有大孔徑的止血膜,進(jìn)行了生物止血實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)PVA/PAD/高嶺土止血膜可有效提高凝血速度,具備良好的止血效果。使用同軸聚焦電噴印實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開展了同軸聚焦電噴印實(shí)驗(yàn)。首先配制了PAN溶液,研究了打印參數(shù)對打印過程及結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著電壓的增大,射流尺度逐漸減小,鞭動(dòng)幅度變大直至放電擊穿。隨著流量、噴針尺寸減小與打印速度的提高,打印結(jié)果的尺度也隨之減小。以PAN為內(nèi)層功能性液體,硅油為外層高粘度液體,打印制造了最小直徑為100nm的PAN納米線,之后經(jīng)過無預(yù)氧化燒結(jié)處理,得到了最小直徑為75nm的碳納米線。在硅襯底上使用光刻、濕法刻蝕等工藝制造了寬度為4μm—12μm的溝道,并在此襯底上打印了最小直徑為110nm的PAN納米梁。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ317

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