静电纺丝技术制备光学功能纳米纤维

介绍了静电纺丝制备纳米纤维的基本原理、装置及运用静电纺丝技术制备的实芯、空芯、多孔和带状等几种不同结构的纳米纤维,阐述了近年来同内外研究者通过静电纺丝技术制备出的发光纳米纤维以及光学偏振纳米纤维的相关成果及研究进展,并讨论了这类光学功能纳米纤维潜在的应用.     

静电纺丝制备复合纳米纤维研究进展

静电纺丝技术近年来在制备纳米纤维领域得到广泛应用,目前已成功制备出多种不同类型的纳米纤维,尤其在制备复合纳米纤维方面取得了显著成果,被认为是制备纳米纤维最有效的方法之一。总结了静电纺丝技术制备纳米纤维,特别是制备复合型纳米纤维方面的最新研究报道,如天然高分子复合纳米纤维、聚合物复合碳纳米管纤维、聚合物复合金属纳米纤维、共聚物纳米纤维以及无机复合纳米纤维等。静电纺丝纳米纤维将在生物医药、电子光学、制备复合材料等多个领域得到广泛应用。     

同轴电纺制备纳米纤维影响因素的研究进展

同轴静电纺丝技术制备的核-壳复合结构纳米纤维已取得了显著成果,在众多领域都具有较大的应用价值。通过对传统静电纺丝和同轴静电纺丝进行比较,分析了同轴静电纺丝的特点,并指出复合泰勒锥体和喷射流的稳定性直接影响着复合纳米纤维的形貌。重点讨论了纺丝过程中诸如黏度、浓度、电纺性、溶剂挥发性等溶液参数和流速、电压等工艺参数对核-壳结构纳米纤维形貌的影响作用,并探讨了流速对纤维成丝性的影响。最后归纳了核-壳结构纳米纤维在能源、组织工程、传感器等领域的优势和潜在应用。     

PVDF纳米纤维在微流体中的压电能量收集特性研究

供电系统尺寸过大、寿命较短且需频繁充电的问题已成为当前无线传感和物联网领域亟待解决的关键问题。基于压电纳米材料的微型能量收集器件可将环境中富余的机械能高效地转换成电能,构建自供电的无线传感系统。本文采用静电纺丝技术制备高长径比聚偏氟乙烯(PVDF)压电纳米纤维,通过调整静电纺丝过程中前驱体溶液的浓度实现了对纳米纤维压电?物相含量的调控。结果表明,压电?相的含量会随着前驱液浓度的增加而提高,在浓度为0.13 g/m L时达到最大。当浓度进一步增加,?相含量逐渐降低。所得PVDF纳米纤维能量收集器件具有良好的压电发电性能,在外力作用下可产生约1.6 V的脉冲电输出。将PVDF纳米纤维与微流控芯片进行集成,通过采集液滴流动时所产生机械能,实现了连续的动态压电输出,输出电压峰峰值约为0.2 V。这种液相环境中对流体机械能的高效采集有望推动压电纳米纤维能量收集器件在微流控传感系统中的应用。     

静电纺丝技术在锂离子电池硅基负极结构的应用进展

作为锂离子电池的负极,硅是最有应用前景的材料之一。但其体积变化大、固体电解质膜(SEI)形成不稳定、导电性差的问题制约了研究的深入。静电纺丝技术是纳米纤维制造领域中常用的技术手段之一,为解决硅基材料所存在的问题提供了有效的方法。介绍了静电纺丝技术的原理和不同领域的应用;综述了近几年国内外静电纺丝技术在硅/碳、硅/金属复合材料的结构构筑领域的应用,着重从纳米纤维、核壳、蛋黄-蛋壳及多孔等复合结构方面进行概述,并总结了不同结构对于硅基负极材料性能的影响;针对静电纺丝技术在不同领域应用中所存在的问题,提出了今后研究的重点和方向,为静电纺丝技术的进一步发展提供了参考。     

静电纺丝法制备钇铁石榴石单晶纳米纤维

介绍了用静电纺丝法制备钇铁石榴石(YIG)磁光单晶纳米纤维材料的研究工作,其主要制备方法是将合成YIG所需金属元素的醇盐溶解于有机溶剂,通过静电纺丝法制备出了复合超细纤维,然后进行热处理,得到晶态磁光纳米纤维.对制备的复合纤维和热处理后的磁光纤维作了扫描电镜(SEM)分析,对热处理后的纤维作为了透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试.通过对测试结果的分析发现,在纺丝过程中微量注射泵的推进速度和空气相对湿度是主要影响因素,推进速度和相对湿度减小,都有利于成丝.复合纤维的直径在500 nm～1 000 nm之间.经过750℃热处理后,样品仍然能保持纤维状结构,纤维直径在100 nm左右,并能够合成出单晶钇铁石榴石相.     

PZT/P(VDF-TrFE)复合材料的静电纺丝制备及其特性

自行搭建了静电纺丝平台,制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征,使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分数对纳米纤维直径的影响和对其内聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相影响。实验结果表明,使用静电纺丝法制备锆钛酸铅陶瓷粉末与聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料膜时,考虑到纳米纤维的形貌质量与纺丝过程的难易度,合适的锆钛酸铅陶瓷粉末质量分数应为4%。     

电磁辅助纳米压印

纳米压印技术是最近十几年提出的新的图形转移技术,此技术有产量高、成本低和工艺简单的优点,因此得到了飞速的发展。传统的纳米技术有热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术和微接触纳米压印技术。近几年又出现了纳米压印技术的新方法,如金属薄膜直写技术、滚轴式纳米压印技术、气压辅助纳米压印技术和静电辅助纳米压印技术。主要介绍利用静电辅助压印技术和气压辅助纳米压印技术相结合的一种新型纳米压印方法,并利用仿真软件Ansys进行仿真,通过仿真实验和理论研究,证明此方法是可行的。     

基于电纺纤维的CuO/SnO_2薄膜及其气敏特性

研究了一种基于静电纺丝纳米纤维制备异质结薄膜的方法。采用静电纺丝技术在硅衬底上依次沉积PVP/CuCl2.2H2O和PVP/SnCl4.5H2O纳米纤维,经过氧等离子体刻蚀并高温退火处理后得到了基于多孔纳米纤维的CuO/SnO2异质结薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)对纤维的形貌和结晶状态进行了表征。电学特性及气敏特性测试结果表明,该异质结薄膜具有明显的整流特性,在100℃的工作温度下,对H2S气体响应和恢复速度快、检测限低、选择性好。     

ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维的制备及性能分析

采用绿色化学方法、通过使用对环境友好无危害的橄榄油,结合静电纺丝技术,成功制备了ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维。通过扫描电镜和X射线衍射对复合纳米纤维结构进行表征,通过光致发光研究了复合纳米纤维的光学性质。扫描电镜结果表明ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维的直径约为300 nm,X射线衍射仪结果显示ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维具有ZnS立方闪锌矿结构。光致发光光谱表明ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维在590 nm处具有较强的尖锐发射峰,实现了Mn2+的特征发射。ZnS∶Mn/PVA复合纳米材料是一种非常好的发光材料,有望在光电领域得到应用。     

氧化钨纳米纤维的制备及其对H_2S的气敏特性北大核心

利用静电纺丝法制备了氧化钨(WO_3)纳米纤维。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相结构和微观形貌进行表征。分析结果表明:制备的WO_3纳米纤维由众多纳米颗粒组装而成,且平均直径约为200 nm。同时,研究了基于WO_3纳米纤维的气体传感器对H_2S的气敏特性。实验结果表明:在工作温度为150℃时,该传感器对体积分数为2×10^(-5)的H_2S气体的响应达到72,响应时间和恢复时间分别为4 s和21 s,且检测极限为5×10^(-9),表明该传感器在低体积分数H_2S气体检测方面有实际应用价值。     

氮掺杂多孔碳纳米纤维的制备及其储钾性能

基于静电纺丝获得多孔碳纳米纤维,随后高温锻烧制备出氮掺杂多孔碳纳米纤维(N-CNF),并将其作为钾离子电池的负极材料.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪、Raman光谱仪和比表面积分析仪对目标产物进行了表征,研究了N-CNF负极材料的结构和形貌.N-CNF作为钾离子电池的...     

一种基于静电纺丝技术线状超级电容器的制备

为满足轻薄化、柔性化和可穿戴化电子产品对柔性储能器件的需求，运用静电纺丝技术与滚筒接收方法得到PAN/MnCl2复合纳米纤维膜，再经特定装置加捻、预氧化、碳化生成复合碳纳米纤维束CNFs/MnO2，利用恒电位沉积方法在其表面形成一层聚苯胺PANI，制备了以CNFs/MnO2/PANI为电极材料的线状超级电容器，搭建三电极测试体系平台，运用恒流充放电、循环伏安法测试，数据显示本方法制备的超级电容器比容量可达到 142.31Ｆ/ｇ，且具有一定的柔韧性和循环性。     

基于量子棒纳米纤维大面积定向排列的偏振增亮膜及其在宽色域显示中的应用

作为一种新兴的纳米材料,CdSe/CdS量子棒的偏振发光特性使其在应用于新型液晶显示中极具潜力,而如何将量子棒材料在宏观尺度上大面积的定向排列是实现该技术的关键性问题。在本文中,我们报道了一种大面积、含定向排列量子棒、基于PMMA纳米纤维制成的偏振增亮膜。首先,采用一种新的TBP辅助合成方法,合成出具有核壳结构的CdSe/CdS量子棒。该材料的绝对量子产率达到了60%,发光波长的半峰宽为25nm,具有182nm的大Stokes位移。随后将这些量子棒溶于氯仿、DMF和PMMA混合溶液中制备用于静电纺丝的纺丝液。通过静电纺丝技术,将含有量子棒的聚合物纳米纤维通过滚筒收集处理,得到了一张透明、大面积、偏振增强的增亮膜,5cm~2增亮膜的偏振度为0.45。最后将制备的增亮膜嵌入一个液晶显示模组中测试,结果显示该模组的亮度提高了18.4%。这一结果表明我们制备的量子棒增亮膜在新型宽色域高光效显示领域具有非常广阔的应用前景。     

静电纺丝纤维应用的研究进展

首先简要阐述了静电纺丝装置和原理,然后着重讨论了静电纺丝纤维应用研究进展,即仿生支架、药物载体、各类型电池、传感器和催化剂,最后分析了制约静电纺丝纤维应用的因素。在静电纺丝纤维应用方面主要呈现的特点是应用领域非常广,这主要是基于静电纺丝纤维的纳米级直径、高孔隙率和大比表面积等优点,但大多数静电纺丝纤维应用都处在实验应用型阶段,距真正生产应用阶段还有一定距离。制约静电纺丝纤维应用的因素主要归结为两点,即电纺装备制约和电纺原理制约。今后静电纺丝技术将主要从装备优化和理论创新这两大方面入手,推动静电纺丝纤维由实验应用型向生产应用型转变。     

基于静电纺丝技术的Ag/PVP纳米纤维的可控制备研究

为克服银纳米抗菌剂的不稳定性和使用量大等问题,本研究选用PVP为保护剂,DMF为溶剂及还原剂,还原AgNO3制备Ag纳米粒子,并添加一定比例的PVDF配制成纺丝液。通过静电纺丝技术成功制备了Ag/PVP/PVDF复合纳米纤维,并通过SEM、UV-Vis、EDS等对其进行了表征。     

氧化锌纳米纤维的制备及其氨气气敏特性

采用静电纺丝技术制备了具有多孔结构的ZnO纳米纤维，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDS)对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构和组成成分进行了表征。将上述材料制成气体传感器，对氨气进行了气敏性能测试。实验结果表明，由ZnO纳米纤维制成的气体传感器在室温下对氨气具有较高的灵敏度和较低的检测限，对300ppm氨气的响应值约为65%,响应时间和恢复时间分别为70 s和60 s,对10ppm氨气的响应值约为3.3%,并且具有良好的选择性和长期稳定性。由于ZnO纳米纤维表面形成了特殊的多孔结构，为氧化还原反应提供了更多的氧空位和活性位点，有利于气体的吸附，提高了传感器对氨气的气敏性能，使其在实际应用中极具前景。     

聚苯胺低维纳米结构的研究现状

综述了聚苯胺低维纳米结构在制备方法、形成机理以及功能特性等方面的研究现状。重点阐述了聚苯胺纳米管、纳米纤维的制备方法,包括模板法、界面法、自组装法、电化学法等,同时简要介绍了聚苯胺纳米管、纳米纤维的生长机理,展望了其在生物传感器、纳米电子器件、电致变色材料、复合材料等方面的应用前景。总结了聚苯胺低维纳米结构方面的最新研究进展,如聚苯胺纳米空心球、网状结构、菊花状结构、螺旋结构以及聚苯胺薄膜等的制备方法及特性,展望了其潜在的应用领域和广阔的发展前景。     

纳米压印技术进展及应用

半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移,最先进的浸润式光学光刻在45 nm节点已经形成产能,然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展.在下一代图形转移技术中,电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位.其中纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术.介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,如热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术、微接触纳米压印技术、气压辅助纳米压印技术、激光辅助压印技术、静电辅助纳米压印技术、超声辅助纳米压印技术和滚轴式纳米压印技术等.     

静电纺丝技术制备Au-ZnO纳米纤维及其气敏性能研究

通过静电纺丝技术制备了不同Au掺杂量的ZnO(Au-ZnO)纳米纤维,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等对样品的结构和微观形貌进行了表征,并用静态配气法测试了材料的气敏性能。结果表明,经600℃高温煅烧后Au-ZnO纳米纤维仍保持网状结构,由大小不一的ZnO纳米颗粒连结组成,直径为180~230 nm。Au的掺杂有效改善了ZnO纳米纤维的气敏性能,其中1%Au-ZnO(质量分数)纳米纤维在310℃时对甲醛有较高的灵敏度和选择性,响应时间为21~27 s,恢复时间为11~15 s。该材料在甲醛的检测领域有较好的应用前景。