[實用新型]一種連續供液的近場靜電紡絲裝置

無效

• 申請號: 201120165486.6
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN202090111U
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 孫道恒;陶巍;杜江;江毅文;胡興旺;左文佳;鄭高峰
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D13/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種紡絲裝置，尤其是涉及一種連續供液的近場靜電紡絲裝置。

背景技術

目前，采用傳統的靜電紡絲裝置所制備的電紡纖維都是以無紡織布的形態存在的，主要應用在過濾、分離膜、藥物釋放、組織支架和傷口修復等方面。為了將電紡纖維應用于場效應管、氣體與光學傳感器等微納米器件，需要制備出單根納米纖維。因為紡絲過程中存在著一種不穩定“鞭動”的狀態，使得接收到的纖維往往是雜亂無章的，所以用傳統的靜電紡絲方法很難制備單根納米纖維。全世界眾多科研工作者在這方面做了大量的研究，并取得了一些成果，例如：文獻【1】Li，D.；Ouyang，G.；McCann，J.T.；Xia，Y.Nano?Lett.2005，5，913在收集極上加工一個槽，在附加電場的作用下，將在槽的兩邊形成平行的納米纖維，利用這種方法制備的納米纖維可以很方便地轉移到另一種物質的表面上，進行纖維性質的測量及應用。然而實驗中對電極間距的要求限制了接收區域實驗中兩收集極間距為幾微米到幾厘米之間，只能收集到較窄和薄的纖維膜。文獻【2】Theron，A.；Zussmanl，E.；Yarin，A.L.Nanotechnology2001，12，384.采用一個邊緣尖銳的旋轉的圓盤等機械裝置進行纖維的收集，圓盤的邊緣的集合尺度很小，使得電場充分集中，吸引了絕大多數納米纖維，而且可以連續收集。這種方法已經成功地收集到了直徑在100～400nm的有序排列的聚氧化乙烯納米纖維。但是此種方法的缺點是隨著圓盤邊緣收集的纖維逐漸變厚，電場力逐漸減小，在同樣的轉速下，收集到的纖維有序度會明顯降低。圓盤收集的纖維有序性雖然好，可是纖維只能收集在圓盤的棱上，接收區域極其有限。文獻【3】Sun?D?H，Chang?C，Li?S?and?Lin?L?W?2006Nano?Lett.6，839發明了一種近場靜電紡絲的方法，該方法的特點是將針尖到收集板的距離極大地縮短了，由傳統的幾厘米縮短為0.5～3mm，并且紡絲電壓也縮小為幾百伏。另外該方法采用針尖直徑為0.025mm的實芯鎢探針，而不是傳統紡絲所用的毛細管；沒有采用傳統的精密注射泵供液，而是用類似蘸水筆蘸水的方式進行供液。該方法所采用的收集平臺與傳統的靜態收集板或者滾動收集板不同，采用二維的運動平臺進行輔助收集。該方法利用靜電紡絲的穩定射流階段來制備有序排列的納米纖維，借助于平臺的二維運動，不僅可以直寫出有序排列的納米纖維，而且還可以直寫出規則的一維、二維等基本幾何圖案。該方法的優點在于射流過程中無“鞭動”等雜亂無章的運動，便于纖維的有序收集。在集成的微納米電子設備的制造方面上，與采用傳統的光刻等一系列工藝的方法相比，與具有成本低、設備簡單的優勢，為靜電紡絲應用于微納米設備的制造提供了一個新方法。但是該方法無法長時間連續直寫，因為其采用類似蘸水筆的方式進行供液從而使得供液不連續，而且采用類似蘸水筆的方式進行供液時溶液的體積不易控制，因為在電紡過程中探針針尖處液滴的體積會隨著電紡過程的進行而不斷地減少使得電紡過程中，探針上溶液所剩的體積也大小不同，所紡納米纖維的直徑不均勻。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有的靜電紡絲中采用注射泵進行供液，但受到溶液傳輸管道、溶液內部流動等因素的影響，紡絲噴嘴處溶液液面易于產生波難保證產生穩定紡絲射流，導致紡絲納米纖維表面形貌和直徑分布不均勻等缺點，提供一種在實現單根納米纖維有序可控沉積的同時，可提高紡絲溶液供給的精確性和納米纖維直徑均勻性的連續供液的近場靜電紡絲裝置。

本實用新型設有步進電機、轉軸絲桿、滑塊、導軌、推桿、活塞、儲液缸、實芯探針、探針固定裝置、螺母、收集板和高壓電源。

所述步進電機與轉軸絲桿經聯軸器連接，所述滑塊與轉軸絲桿間隙配合并在導軌上滑動，所述推桿一端固定在滑塊上，推桿另一端與活塞固接，探針固定裝置固定在儲液缸的底部，實芯探針一端與探針固定裝置相連，實芯探針另一端伸出設于儲液缸底部的噴嘴，探針固定裝置與儲液缸連接，收集板接地并與高壓電源負極電連接，高壓電源正極與螺母所在電極相連。

所述探針固定裝置上端設有帶中心通孔的十字形支架，所述十字形支架由圓環固定，所述圓環與十字形支架的連接處設有4根支柱，4根支柱與儲液缸底部連接，實芯探針固定在所述中心通孔上，

所述實芯探針與收集板的距離可為0.5～3mm。

所述儲液缸可為圓柱形容器，所述設于儲液缸底部的噴嘴的尺寸可為200μm，噴嘴附有一層憎水性材料，且噴嘴的尺寸與實芯探針針尖伸出噴嘴的尺寸相同。