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1、 中国科学技术大学材料合成化学 工作原理 装置设备 影响因素 应用领域 发展历史中国科学技术大学材料合成化学发展历史1966Simons申请了 由静电纺丝法 制备超薄、超 细非织造膜的 专利1995Reneker 研究 组开始对静电 纺丝进行研究 。静电纺丝迅 速发展1999Fong等对静 电纺丝纳米 纤维串珠现 象及微观结 构作了研究A.Formhals在 发明专利中最 早报道静电纺 丝，设计了纺 丝加工的装置1934Larrondo等 对聚乙烯和 聚丙烯进行 了熔融静电 纺丝的研究19812000Spivak等首次采用流 体动力学描述静电纺 丝过程, 并且提出了静 电纺丝的工艺参数2003
2、全面系统地研究 静电纺丝超细纤 维微观形貌的影 响因素、表征、 过程参数的改进2004多组分聚合物的静电 纺丝。静电纺丝和其 他方法结合开发新型 纳米纤维。纳米纤维 纺丝机纳米蜘蛛问世中国科学技术大学材料合成化学 工作原理 装置设备 影响因素 应用领域 发展历史中国科学技术大学材料合成化学静电纺丝装置示意图工作原理-一个典型的装置图http:/fluid.ippt.gov.pl/sblonski/nanofibres.html中国科学技术大学材料合成化学工作原理 静电纺丝的形成机理(0) Taylor锥的形成 (1) 射流（纤维束）的形成 (2) 射流（纤维束）的弯曲移动及劈裂细化 ； (3)
3、 溶剂的挥发及射流（纤维束）的固化。王淑红，静电纺丝制备几种聚合物/无机物复合纳米纤维与 性能研究，博士论文中国科学技术大学材料合成化学工作原理(0)泰勒锥(Taylor cone)的形成液滴随时间的形状变化中国科学技术大学材料合成化学工作原理(1) 射流（纤维束）的形成无高压20kV20kV加个角度中国科学技术大学材料合成化学工作原理 (2)射流（纤维束）的弯曲移动及劈裂细化ahttp:/fluid.ippt.gov.pl/nanofibres/numerical.htm理论模拟图实物观测图中国科学技术大学材料合成化学工作原理(3)射流（纤维束）的固化固化过程http:/www.p- 工作原
4、理 装置设备 影响因素 应用领域 发展历史中国科学技术大学材料合成化学装置设备1. 单针头装置2. 多针头装置静电纺丝制备薄膜的效率提高http:/www.electro- 静电纺丝原理研究进展. 高分子通报 ,2009,06:38-47.中国科学技术大学材料合成化学装置设备Yujie Xiong, Brian T.Mayers and Younan Xia, Some recent developments in the chemical synthesis of inorganic nanotubes, Chem. Commun. , 2005, 5013-5022http:/www.el
5、ectro- 工作原理 装置设备 影响因素 应用领域 发展历史中国科学技术大学材料合成化学影响因素纺丝液性质纺丝工艺参数环境参数聚合物分子量施加电压温度纺丝液粘度针头到收集板的距离湿度纺丝液浓度纺丝液流量纺丝室气流速度纺丝液电导率纺丝液弹性纺丝液表面张力静电纺丝的影响因素中国科学技术大学材料合成化学 工作原理 装置设备 影响因素 应用领域 发展历史中国科学技术大学材料合成化学应用中国科学技术大学材料合成化学制备Li-O2电池正极材料http:/www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr2009022 4/pr20090224.html虚线框中。
6、放电后生成的绝缘 的不溶解的Li2O2沉 积在正极材料表面 严重的极化、电子 电导率低中国科学技术大学材料合成化学制备Li-O2电池正极材料用红圈中的东西做前面图中方框中 的正极材料。 1稳定的紧密纳米结构 2比表面积很大 3提供容易连续单程电子转移通道 ，4大量反反应位点Nano Lett. 2013, 13, 4190 4197中国科学技术大学材料合成化学生物细胞检定板Mimetix 96-well plate for cell-based assayshttp:/www.electrospinning.co.uk/真实的三维环境，让细胞活得更 久、更好地模拟在人体内部中国科学技术大学材料
7、合成化学生物细胞的包裹-释放材料浓度、进液速 度、电压静电纺丝Young-Jin Kim, Mitsuhiro Ebara, and Takao Aoyagi , A Smart Nanofiber Web That Captures and Releases Cells , Angew. Chem. 2012 , 124 , 10689 10693低温疏水，高温亲水1三维结构更适合细胞生存 2实现了细胞的储存-释放 3材料可循环利用中国科学技术大学材料合成化学香烟滤膜PVC纺丝无纺布滤烟前滤烟后，管子变粗了 M. Lackowski, A. Krupa, A. Jaworek, Nonwov
8、en filtration mat production by electrospinning Method, Journal of Physics: Conference Series 301 (2011) 012013中国科学技术大学材料合成化学NH3 Gas Sensor石英振荡器为底，PVA-PAA纳米纤维传 感器涂层 材料制备得到的传感器这对NH3敏感性为50 ppmSEM表征图1纳米纤维结构尺寸小、比表面 积大 2传感器的灵敏度、响应速度和 选择性好Ding, B.; Kim, J. H.; Miyazaki, Y.; Shiratori, S. M., Electrospun n
9、anofibrous membranes coated quartz crystal microbalance as gas sensor for NH3 detection. Sens. Actuator B-Chem. 2004, 101 (3), 373- 380.中国科学技术大学材料合成化学总结与展望1静电纺丝技术可以制备出直径纳米 级别，长度是直径一千倍以上，无 团聚，比表面积大的一维纳米线 2一维纳米线组合、缠绕，形成了三 维无纺布结构 3目前已经涉及其中包括锂离子电池 ，生物材料，电子传感器以及滤膜 的技术应用的开发，但仍然有很长 的路要走，譬如前驱体溶液的选择 与制备，膜的表面形貌更加精确控 制谢谢！
