論文開題報告最終版-展示頁
2025-07-02 04:27本頁面
【正文】 目背景和意義納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學家理查德費曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。從石器時代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān)?！彪S著納米科技的飛速發(fā)展，納米纖維技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科學的重點研究方向，納米纖維也已經(jīng)廣泛應用在機械、醫(yī)療、化工、電子等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域 ，而納米復合材料由于其多功能性被大量應用于汽車和航空工業(yè)中[1]。國際納米結(jié)構(gòu)材料會議于1992 年開始召開(兩年一屆) , 并且目前已有數(shù)種與納米材料密切相關(guān)的國際期刊。同時, 歐盟在2002～ 2006 年期間將向納米技術(shù)投資10 多億美元。制造納米纖維的方法有很多，包括復合紡絲法，生物合成法，化學紡絲法，靜電紡絲法等[2]。靜電紡絲技術(shù)是得到納米纖維最重要的基本方法?！办o電紡絲”一詞來源于“electrospinning”或更早一些的“electrostatic spinning”，國內(nèi)一般簡稱為“靜電紡”、“電紡”等。但是，從科學基礎(chǔ)來看，這一發(fā)明可視為靜電霧化或電噴的一種特例，其概念可以追溯到1745年。這樣，靜電霧化技術(shù)的研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據(jù)和基礎(chǔ)。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，靜電紡絲作為一種簡便有效的可生產(chǎn)納米纖維的新型加工技術(shù)，將在生物醫(yī)用材料、過濾及防護、催化、能源、光電、食品工程、化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。典型的靜電紡絲裝置主要由高壓電源、噴絲裝置和接收裝置3個部分組成[3]。靜電紡絲技術(shù)是目前制備納米纖維最重要的基本方法。因此，制取擁有更好的機械性能的取向纖維引起了研究者們的極大興趣。納米材料（ nano material）又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米纖維由于其直徑小，比表面積大的特點，廣泛應用于各個領(lǐng)域并發(fā)揮著重要的作用，故制備出更高性能的納米纖維也逐漸成為現(xiàn)代科學的一個重要課題[6]。聚合物溶液靜電紡絲已經(jīng)有近百年的歷史，最早于1934年美國的Formhals提出一種利用表面電荷的靜電排斥來制備聚合物纖維的裝置。目前靜電紡絲研究大都集中于溶液靜電紡絲，研究熱點主要為紡絲材料、紡絲工藝、納米纖維性能表征及應用方面。Reneker和Yarin把熔體電紡作為電紡未來發(fā)展方向做了專題闡述。靜電紡絲技術(shù)在構(gòu)筑一維納米結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域已發(fā)揮了非常重要的作用，應用靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)成功的制備出了結(jié)構(gòu)多樣的納米纖維材料。但是靜電紡絲技術(shù)在纖維結(jié)構(gòu)調(diào)控方面還面臨一些挑戰(zhàn)：首先，要想實現(xiàn)靜電紡纖維的產(chǎn)業(yè)化應用，就必須獲得類似于短纖或者連續(xù)的納米纖維束[7]，取向纖維的制備為解決該問題提供了一條有效的途徑，但是距離目標還有不少差距，今后的工作就要設(shè)法通過改良噴頭、接收裝置以及添加輔助電極等使纖維盡可能伸直并取向排列，獲得綜合性能優(yōu)異的取向纖維陣列。此外，要想提高靜電紡纖維膜在超精細過濾領(lǐng)域的應用性能，就必須降低纖維的直徑[8]，如何將纖維平均直徑降低到20nm以下是靜電紡絲技術(shù)面臨的一個挑戰(zhàn)；要想提高纖維在傳感器、催化等領(lǐng)域的應用性能，通過制備具有多孔或中空結(jié)構(gòu)的納米纖維來提高纖維的比表面積是一種有效方法，但仍需進一步的研究。Kim等設(shè)計了一種帶有圓筒狀輔助電極的多噴頭靜電紡絲裝置。這種紡絲技術(shù)有2種溶液,使用2個噴嘴。（2）改進接收裝置以獲得可控取向或直徑更細的納米纖維，多采用平板接收和滾筒接收兩種。接收裝置的大小和形狀對靜電紡絲有所影響，這主要是由于接收裝置表面電場分
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