近场静电纺丝初探

近场静电纺丝制备纳米纤维及应用的研究进展王伟栋;贺晓晓;黄家寅;龙云泽【期刊名称】《青岛大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(029)001【摘要】静电纺丝技术是一种简易、高效制备微纳米纤维的技术,其制备的纤维直径在几个纳米到几个微米之间,具有独特的物理化学性质.因此探索和开发静电纺丝技术及纤维的应用成为各国的研究热点.由于电纺中高压静电存在安全、能耗问题,以及近年来对可控沉积纳米纤维的迫切需求,出现了低压近场电纺技术.具有纺丝电压低,纤维精确可控沉积的特点,在微纳加工技术及生物医学等领域具有巨大的应用潜力.综述了近场静电纺丝技术的机理、发展、最新进展及应用前景.【总页数】10页(P24-33)【作者】王伟栋;贺晓晓;黄家寅;龙云泽【作者单位】青岛大学物理科学学院,青岛266071;青岛大学物理科学学院,青岛266071;青岛大学物理科学学院,青岛266071;青岛大学物理科学学院,青岛266071;青岛大学山东省海洋生物质纤维材料及纺织品协同创新中心,青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地,青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TQ132.4+1【相关文献】1.静电纺丝多孔碳纳米纤维制备与应用研究进展 [J], 康卫民;范兰兰;邓南平;何宏升;鞠敬鸽;程博闻2.静电纺丝制备的ZrO2纳米纤维及其应用的研究进展 [J], 杨清会;周洁洁;王晓婷;孙陈诚;胡子君;洪樟连;支明佳3.静电纺丝法制备的纳米纤维在环境污染治理中的应用研究进展 [J], 陈晓青;谭晶;李好义;丁玉梅;杨卫民;何雪涛4.静电纺丝制备纳米纤维材料及应用研究进展 [J], 焦体峰;黄欣欣;展方可5.静电纺丝法制备纳米纤维在水体污染治理中的应用与研究进展 [J], 涂舜恒; 郑佳玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

静电纺丝技术的研究摘要：文章介绍了静电纺丝制备纳米纤维的技术，详细地介绍了这种技术的优点，以及它在各个方面广泛的应用。

此外，虽然它具有很多的优点，但目前也仍然存在一些问题，我们也对此进行了探讨。

关键词：静电纺丝纳米纤维应用原理前言：近年来，纳米结构材料，如纳米纤维、纳米管，由于其尺寸效应十分显著，在光、热、磁、电等方面的性质和体材料明显不同，出现许多新奇特性，因此收到了研究人员的高度重视。

纳米纤维最大的特点就是比表面积大，从而导致其表面能和活性的增大，产生小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，在化学、物理性质方面表现出特异性[1]。

电纺技术是一种简单和通用的获得连续微米级别以下的超细纤维的方法。

通过电纺的方法可以制备出多种纳米纤维，包括氧化物纤维，高子分聚合物纤维等。

静电纺丝方法制备的纳米纤维，具有纳米尺寸的直径，高比表面以及纤维之间形成的微小孔隙[2]。

纳米纤维、静电纺丝都是一些新事物，具有广阔的发展前景。

可以用于组织工程、人造器官、药物传递和创伤修复等。

另外，对植物施用杀虫剂是纳米纤维可能大规模应用的又一个领域。

但当前的静电纺丝技术还不成熟，有待于深入地研究，以制得高质量的纤维并能使纳米纤维的制备实现产业化[3]。

一静电电纺丝技术静电纺丝技术(electrospinning)在国内一般简称为电纺，其是一种利用聚合物流体在强电场作用下，通过金属喷嘴进行喷射拉伸而获得直径为数十纳米到数微米的纳米级纤维的纺丝技术。

通过静电纺丝技术得到的纳米级纤维具有直径小、表面积大、孔隙率高、精细程度一致等特点，在组织工程、传感器、工业、国防、农业工程等领域具有极大的发展潜力，而且其在医药领域诸如伤口敷料、控制释放体系等方面也有着巨大的应用前景[5]。

从科学基础来看，这一发明可视为静电雾化技术的一种特例。

静电雾化与静电纺丝的最大区别在于：两者所使用的工作介质不同。

静电雾化采用的是粘度较低的牛顿流体；而静电纺丝采用的是粘度较高的非牛顿流体。

静电纺丝制备纳米纤维膜的研究纳米材料是当前材料科学领域的热门研究课题之一。

纳米材料具有大比表面积、高比强度、优异的力学、光学和电学性能等特点，是制备先进功能材料的重要基础。

而纳米纤维作为一类纤细的纳米材料，其低维结构和高比表面积也使其在材料科学中具有潜在的重要应用前景。

因此，纳米纤维的制备方法备受关注。

目前，制备纳米纤维主要有机械法、电化学法、热喷涂法、化学气相沉积法等多种方法。

而静电纺丝法由于其制备过程简单、实验设备较为容易获得、可制备的材料种类广泛等优点，成为了目前制备纳米纤维膜的先进技术之一。

静电纺丝，即利用高电场作用下带电纤维形成纤维膜的技术。

其基本原理是，在电场作用下，射流中极微小的液滴与地电极之间落差跨度最大的部位会受到很强的电吸引力，集中向电极聚集而成为纤维膜，同时浓缩了液滴中的聚集物，聚集的物质可以是聚合物、无机物质等。

静电纺丝法具有许多优点。

一方面，其能够在室温下制备纳米材料，同时具有较高的制备效率、较低的制备成本和适用于多种物质。

另一方面，静电纺丝可快速制备出具有优异纳米结构的纤维膜，同时其纤维直径与纤维排布可调控性高，形成的材料表面光滑，大小均匀，可用于纳米技术中制备模板、载体、过滤器、生物材料等方面的应用。

近年来，静电纺丝制备纳米纤维材料的研究也得到了持续关注和深入探讨。

一方面，不断有新的纳米纤维材料被开发和研究。

例如，聚合物、金属氧化物、碳纳米管、金属及金属合金等都可以利用静电纺丝方法进行制备；另外，研究人员也对静电纺丝的工艺和性能进行了不断探讨。

例如，通过改变静电纺丝的操作参数（如电压、电场强度、喷嘴直径、液体沉积浓度等）可以调整制备出的纳米纤维的结构、形态和尺寸，从而对其性能进行优化。

同时，纳米纤维材料的实际应用也越来越广泛。

例如，在生物医学中，利用纳米纤维材料制备的载体、膜、支架等用于组织工程、组织修复和组织再生等领域；在环境保护中，利用纳米纤维材料制备的过滤器、分离膜等用于水处理、空气过滤等领域；在电子显示和光学中，利用纳米纤维材料制备的电极、防伪材料等用于制作光电器件、液晶显示器等领域。

静电纺丝实验报告静电纺丝，又称为电丝分离，是一种用于在原料液体中分离可纺丝物质的技术。

该技术可将原料液体中的有用物资精确分离出来，使其形成细丝状，从而达到获取超细纤维、纳米纤维和微米纤维的目的。

本文对静电纺丝实验进行了报告，以分享研究结果，旨在深入探究以及加深人们对该技术的了解。

一、研究背景随着全球经济的快速发展，社会的物质文化水平也在不断提高。

为了满足不断增加的物质需求，人们不断创新，研发新的技术和产品。

静电纺丝技术是其中之一，它的出现对于改善生活环境、满足熔断纤维和精细纤维无缝产品的制造提供了重要技术手段和帮助。

二、实验环境及材料静电纺丝实验需要有一定的实验环境和材料准备，其中最重要的是电场产生器，包括负载电容、控制电容、变压器、流量计、液位控制器等。

除此之外，实验还需要包括罐头、滤布，移动式架体、滤料等。

三、实验步骤实验步骤主要分为四部分，分别是实验前准备、实验过程、实验后整理和统计分析。

（1）实验前准备：按照实验要求，清除实验室环境，检查实验器材，熟悉实验步骤，确保材料齐备。

（2）实验过程：准备原料液体，调整电场参数，调整液体流量，控制液体温度和压力，监测细丝的变化，当达到预期效果时，停止实验。

（3）实验后整理：实验完成后，收集所有实验数据，整理统计，以便研究者后续分析。

（4）统计分析：对实验室所收集的数据进行分析，可以获得细丝的类型、纤维尺寸、结构等特征，以及跟踪电场参数变化的规律等，以便研究人员进一步对该技术进行深入研究。

四、实验结果实验结果表明，在满足特定条件的情况下，静电纺丝流程可以有效地将原料液体中的有用成分分离出来，形成细丝，从而获得超细纤维、纳米纤维和微米纤维等产品。

实验数据进一步证明，静电纺丝技术是一种可靠的、经济高效的工艺手段。

五、总结本文介绍了静电纺丝技术的实验过程，以及实验所得结果。

实验结果表明，通过调整电场参数可以有效地获得细丝状的产品，从而达到获取超细纤维、纳米纤维和微米纤维的目的。

静电纺丝技术制备纳米纤维膜相关研究进展静电纺丝技术是一种基于静电吸引原理制备纳米纤维膜的方法，近年来得到了广泛的关注和研究。

它能够将聚合物溶液通过高压电场形成纤维，并沉积在基板上制备出纳米纤维膜。

由于其简单、低成本、高效率等优点，静电纺丝技术在许多领域，如材料科学、纺织工程、生物医学等方面都得到了广泛的应用和发展。

在静电纺丝技术制备纳米纤维膜方面，研究人员主要集中在改进纺丝设备和优化纺丝工艺、探索新型纺丝材料、功能化纳米纤维膜的制备以及应用等方面。

这些研究进展为纳米纤维膜的制备提供了许多新的途径和可能性。

首先，纺丝设备及工艺的改进是静电纺丝技术发展的关键。

目前的静电纺丝装置通常采用高压发生器和喷嘴构成，但存在纤维直径分布不均匀、纤维动态不稳定等问题。

为了克服这些问题，研究人员通过改变电场设置和流体控制来实现纺丝参数的调节，如电压、喷嘴直径、溶液浓度等，以改善纤维的均匀性和稳定性。

此外，研究人员还尝试使用旋转喷嘴、多孔板等新型装置，以进一步提高纺丝效果。

其次，纺丝材料的选择和改进也对纳米纤维膜的制备至关重要。

传统上，聚合物是纺丝材料的主要选择，如聚丙烯、聚乳酸等。

近年来，研究人员还开始尝试使用天然聚合物、无机纳米颗粒和功能性添加剂等作为纺丝材料，以获得具有特殊性能的纳米纤维膜。

例如，天然聚合物纳米纤维膜具有优异的生物相容性和可降解性，在医学领域有很大的应用潜力。

此外，纳米纤维膜的功能化制备也是当前研究的热点之一。

通过添加纳米颗粒、导电材料、抗菌剂等，可以使纳米纤维膜具备光催化、导电、抗菌等特殊功能。

例如，加入二氧化钛纳米颗粒的聚丙烯纳米纤维膜在光催化降解有机污染物方面显示出良好的性能。

此外，添加导电剂可以赋予纳米纤维膜导电性能，拓展其在传感器、光电器件等领域的应用。

纳米纤维膜在许多领域中具有广泛的应用前景。

在过滤分离领域，纳米纤维膜具有较高的比表面积和孔隙度，可以用于气体过滤、水处理等。

此外，纳米纤维膜的高比表面积和纤维间的微米级孔隙结构也使其在能量储存和催化领域有着重要的应用。

静电纺丝制备纳米纤维的研究进展近年来，随着纳米技术的快速发展，纳米材料的应用领域也越来越广泛，其中纳米纤维作为一种新型材料备受关注。

静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维的有效方法，其应用范围也越来越广泛。

本文将介绍静电纺丝制备纳米纤维的研究进展。

1. 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种利用静电场将高分子材料制备成纳米纤维的方法。

该技术具有工艺简单、操作方便、成本低、制备纤维直径可调等优点。

静电纺丝技术离不开两个基本元素：溶液和电场。

高分子材料被溶解在溶液中，经过特定的处理后，在电场的作用下开始拉伸，形成纳米直径的纤维。

2. 静电纺丝技术的优缺点静电纺丝技术在制备纳米纤维方面具有以下优点：①纳米纤维可以制备成连续的纤维丝，其长度可达数百米以上，比传统制备方法的纤维连续性更好；②纳米纤维直径可在10纳米至数微米之间调节；③制备成纳米纤维的材料具有极高的比表面积和孔隙度，这些特性使得其在耐热性、膜分离、天然气储存等方面具有广泛的应用前景。

但是，静电纺丝技术也存在一些缺点：①纤维纳米化会导致纤维的拉伸力和断裂十分容易，因此在制备过程中需要控制拉伸度，避免出现纤维过于脆弱导致纤维丝断裂；②由于溶剂挥发以及电场造成的电荷分布不均，容易导致制备的纳米材料出现不均匀性和不稳定性。

3. 静电纺丝技术的进展目前，在静电纺丝技术领域已有许多研究成果。

例如，在制备金属氧化物、生物纳米纤维、纳米复合材料、药物等方面都有广泛的应用。

例如，学者们在制备PCL（聚己内酯）纳米纤维过程中，将X射线光谱法和原子力显微镜（AFM）技术结合，探究了纤维的结构、力学性能和表面形貌等。

研究结果表明，纤维直径的变化可以显著改变材料的力学性能。

在另一项研究中，学者们使用静电纺丝技术制备出药物包被的聚乳酸（PLA）纳米纤维，实现了药物的缓慢释放，有望在医药领域得到应用。

4. 静电纺丝技术未来发展随着人们对纳米材料需求的增加，静电纺丝技术的应用前景也越来越广阔。

静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究随着科学技术的快速发展和产业的不断创新，纳米材料的制备和应用逐渐成为了研究的焦点。

静电纺丝纳米纤维制备技术就是一种常见的制备纳米材料的技术。

本文将对静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究进行探讨。

一、静电纺丝纳米纤维制备技术静电纺丝技术是利用电场将高分子液体喷出微米甚至纳米级别纤维的一种制备技术。

静电纺丝技术制备纳米纤维在多个领域得到了广泛应用，例如纺织、生物医学、环保等领域。

静电纺丝技术的原理是将高分子液体通过一个细小的孔洞喷射出来，这个过程中，高分子液体受到外界电场的作用，会形成纤维状的微米级别的细丝。

这些细丝经过后续的处理，就能够得到纳米级别的细丝。

静电纺丝技术制备的纳米纤维具有较大比表面积、高比强度、优异的力学性能、良好的电学性质及生物相容性等优点。

静电纺丝技术制备的纳米纤维可以根据不同的材料和应用领域调整其尺寸和形貌，液态中除了高分子溶液，还可以纯化的金属溶液、无机盐溶液、碳纳米管等物质。

二、静电纺丝纳米纤维的应用研究1、生物医学领域由于纳米纤维具有高比表面积等特性，因此在生物组织工程、体内药物释放、生物传感等领域得到广泛应用。

静电纺丝纳米纤维制备的支架具有具有高比表面积、良好的生物相容性、高度的空隙率和良好的可控性等特点。

这些特点使纳米纤维支架成为了生物组织工程领域的研究热点。

纳米纤维支架通过结构的调节、复合材料制备、表面修饰等方法，可以在生物组织中实现不同的生物学功能，如增强细胞的定向生长、促进纤维组织的生长等。

静电纺丝纳米纤维制备的载药纳米材料具有良好的生物相容性和药物的缓释性能。

这种材料可作为药物释放的载体，以实现更加精准的药物治疗。

纳米纤维在其表面修饰上引入不同的生物分子，如细胞识别和粘附分子，不仅能提高纳米纤维植入后的细胞组织相容性，还可以促进细胞的黏附和增殖等。

2、纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维具有高比表面积、孔隙结构和微结构控制性能等特点，因此在纺织领域应用也得到了快速发展。

静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究近年来，随着科技的发展和人类对新材料需求的不断增加，制备出具有优异性能的新材料成为了学术界和工业界研究的热点。

其中，纳米纤维是一种常见的新材料，因其独特的物理、化学、生物学等性质，被广泛应用于医学、电子、能源、环保等领域。

静电纺丝技术是制备纳米纤维常用的一种方法。

本文将对静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究进行介绍。

一、静电纺丝技术概述静电纺丝技术是利用高电场的作用下，将高分子溶液或熔体从给定的毛细孔中顺利流出，在电场的作用下瞬间成为纳米级的连续纤维。

该技术具有简单、易于操作、成本低廉、制备出来的纳米纤维分散性好、比表面积大、孔隙结构和多孔性好等优点，很适合用于纳米纤维材料的制备。

二、实践应用1.医学领域静电纺丝技术制备的纳米纤维在医学领域中有着广泛的应用。

利用静电纺丝技术制备的生物可降解材料，如聚乳酸、聚酯等高分子材料，可用于制备修复膜、人工皮肤等医学材料。

同时，利用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜还可以作为药物释放系统，以帮助治疗癌症、感染和其他疾病。

此外，静电纺丝技术还可以制备出具有抗菌、抗炎、促进愈合力等特性的纳米纤维材料，可以用于医疗用品的生产。

2.环境保护领域利用静电纺丝技术制备的纳米纤维，在环保领域中也有着重要的应用。

静电纺丝技术制备的高性能纳米纤维可以用于处理污染水和空气等，可制备出高效的吸附材料，如滤纸、空气过滤器、饮水管道等。

此外，纳米纤维材料还可以应用于纳米复合材料、防护材料、热障涂层等方面，降低了环境污染，提升了环保水平。

3.能源领域利用静电纺丝技术制备的纳米纤维在能源领域中也有着广泛的应用。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以应用于制备电池、超级电容器、太阳能电池等材料，具有良好的性能。

三、静电纺丝技术的研究进展静电纺丝技术制备纳米纤维的研究已经成为炙手可热的领域，许多研究者对其进行了深入的研究和探讨。

1.高性能材料制备研究者们开始探索利用静电纺丝技术制备出高性能材料。

静电纺丝纳米纤维制备与应用研究概述静电纺丝纳米纤维技术是一种制备纳米纤维的新型工艺，采用静电场作用使高分子材料形成极细的纤维。

静电纺丝技术具有成本低、工艺简单等优点，因此近年来越来越多的科学家们开始关注这项技术，并积极进行研究，不断拓展其应用领域。

静电纺丝纳米纤维制备静电纺丝是一种无模板、无溶剂的制备技术，仅需在电场作用下使溶液中的高分子溶液不断发生列向伸张、电介质内的带电离子复合结构形成，并引导高分子流体在不同的相空间中逐渐聚合，形成具有高比表面积和纤维形态的纳米材料。

制备过程中，需要考虑材料中高分子浓度、电压、电场强度等因素的影响，从而得到尺寸、结构和物理性能优异的纳米纤维。

静电纺丝纳米纤维应用研究静电纺丝纳米纤维应用广泛，从新能源材料、环保材料到医疗用材料等领域都有其独特的应用价值。

1. 新能源材料静电纺丝纳米纤维可以被用于构建半导体器件、薄膜电池、光伏电池等新型太阳能电池材料，以及燃料电池、锂离子电池等能源转换材料。

静电纺丝纳米纤维的纤维形态和高比表面积具有机械强度高、光催化性能好等特点，可以在新能源材料的研究中发挥积极的作用。

2. 环保材料静电纺丝纳米纤维作为一种绿色材料，可以被用于制备空气、水处理、催化剂等材料。

其中，在空气净化方面，静电纺丝纳米纤维研发的纳米净化器，可以实现水处理、空气处理等方面的智能化、低能耗、高效环保的净化作用。

3. 医疗用材料静电纺丝纳米纤维作为一种生物可降解材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以被用于制备生物材料如绷带、人工器官等医疗用品。

此外，静电纺丝纳米纤维在制备医疗用品时具有材料安全性好、可控性强、防污性好等优点，因此在医疗用材料领域具有广泛的应用前景。

总结静电纺丝纳米纤维是一种具有广泛应用前景的新型技术，不仅在新能源材料方面具有重要作用，也在环保、医疗用材料等领域得到了广泛的应用。

未来，随着科学技术的不断进步和高分子化学等领域理论的不断深入，静电纺丝纳米纤维技术和材料将会得到更大的发展和应用。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用引言：纳米科技的快速发展带来了许多前所未有的新材料和应用。

纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料，在各个领域展示出了广阔的应用前景。

静电纺丝技术作为一种常用的制备纳米纤维材料的方法，凭借其简单、高效、可控性强的特点，受到了广泛的关注与研究。

本文旨在介绍静电纺丝技术制备纳米纤维材料的原理与过程，并探讨其在不同领域的应用潜力。

1. 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种通过高电场作用下将聚合物溶液或熔体形成纤维的技术。

其基本原理为将容器中的聚合物溶液或熔体通过尖端形成纳米尺度的液柱，然后加高电压使液柱发生弯曲，并在空气中快速固化成纤维。

通过控制溶液的流速、电压、尖端直径和距离可以调节纤维的直径和形态，实现纳米尺度下的制备。

2. 静电纺丝技术制备纳米纤维材料的优势2.1 高效而可控的纤维制备静电纺丝技术可以制备纤维直径从几纳米到几微米的范围内的纳米纤维材料。

通过调节工艺参数，能够实现对纤维直径和形态的精确控制。

这种高效而可控的纤维制备特性使得静电纺丝技术在材料科学、纺织、医疗等领域得到广泛的应用。

2.2 纳米纤维材料的独特性能由静电纺丝技术制备的纳米纤维材料具有很多独特的性能。

首先，纤维直径纳米尺度下的纳米纤维材料具有较大的比表面积，使得其在能量存储、传感器、催化剂等领域具有更好的性能。

其次，纳米纤维材料具有高强度和高可拉伸性，可用于制备高性能纺织材料、过滤器、生物医学支架等。

此外，纳米纤维材料还具有优异的透气性和防护性能，可应用于口罩、防弹材料等领域。

3. 静电纺丝技术在不同领域的应用3.1 纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维材料在纺织领域具有广阔的应用前景。

其具有的高比表面积和高强度使其成为制备高性能纺织材料的理想选择。

例如，将静电纺丝纳米纤维与常规纺织纤维结合，可以制备出具有更好透气性、抗菌性和防尘性能的纺织品。

此外，纳米纤维材料还可以被用于制备高效过滤材料和防弹材料。

静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用一、前言静电纺丝是一种通过电场作用力在液体表面制备纳米纤维的方法，其具有直接、简单、低成本、高效等优点。

静电纺丝法制备的纳米纤维不仅在医学、生物学、材料学、环境科学等领域具有潜在应用前景，而且对纳米材料的制备和应用具有重要的意义。

本文将从静电纺丝的基本原理、工艺条件、纤维形貌以及其应用领域等方面进行探讨。

二、静电纺丝的基本原理静电纺丝法的基本原理是利用电场作用将高分子液体以均匀的方式吸附在锥形棒或者圆柱体表面。

然后，通过控制高分子液体流速和电场强度，使得液体在锥形棒或者圆柱体表面逐渐形成液滴，并且在阳极下方的收集器上进行电沉积，最终形成纳米纤维的过程。

电场的作用力使得液体表面形成一个膜，并在电荷分布的作用下产生静电势，从而使高分子液体成为由荷电粒子构成的稳定流体。

三、静电纺丝的工艺条件静电纺丝法的成纤参数受多种因素的影响，包括高分子液体的性质、电场参数、纺丝距离、气流速度等等。

下面将逐一进行说明：（一）高分子液体的性质静电纺丝的高分子液体通常是聚合物、淀粉、天然纤维素、蛋白质、DNA等。

高分子液体的浓度和黏度是影响成纤质量和形貌的重要因素。

通常来说，高浓度的高分子液体可以提供更高的纤维强度和更小的纤维直径。

而高黏度的高分子液体可以提供更好的流控性和更光滑的纤维表面。

（二）电场参数电场参数包括电压、电场距离和电场形状。

电压为重要的工艺参数，通常调节电压可变容易地控制成纤直径。

而电场距离则对成纤丝数量和直径的分布有影响。

最后，学术圈建议圆锥体电极通常比平台电极更适用于成纤，因为其较小的成纤距和更强的电场。

（三）纺丝距离纺丝距离是指悬架在电极上液滴顶部与收集电极之间的距离。

它是影响成纤直径和分布的重要因素。

通常来说，越短的纺丝距离可以提供更小的成纤直径，同时更大的纤维密度。

四、静电纺丝的纤维形貌静电纺丝的纤维形貌与工艺条件、高分子液体性质、收集电极形式等有关。

常见的纤维形态有孔状、大分子状、漏斗状、直线状、非直线状等。

静电纺丝技术的研究及应用静电纺丝技术是近年来逐渐走入人们的视野的一种前沿技术，在材料理论和制备领域有着广泛应用，可用于制备高性能的纤维素材料、药物载体、纳米纤维膜等等。

随着生物、纺织、材料等多领域的专家的积极研究和不断探索，静电纺丝技术的研究和应用也越来越成熟。

本文主要从静电纺丝技术的原理、特点、研究现状、应用前景等方面探讨了静电纺丝技术的研究及应用。

一、静电纺丝技术的原理与特点静电纺丝技术源于自然界中的电场纺丝过程，其原理主要是利用静电场将溶液中的高分子聚集成无数个亚微米级的纤维，从而制得具有微纳级直径的纤维素材料。

这种技术的主要特点是工艺条件宽松，纤维细度可以控制在亚微米级范围内，同时产品的物理性质也具有优异的特点，如高比表面、高缺陷密度、高孔隙率以及自组装等特性。

二、静电纺丝技术的研究现状静电纺丝技术的发展历程大致分为三个阶段：早期的电动梳法，中期的双液法和后期的自由表面法，现如今已经形成了一系列的国际标准和实验室技术，成为了一种重要的微纳技术手段。

从材料制备、物性研究和应用开发等多个方向，国内外学者已经开展了大量的研究工作。

材料制备方面，从早期的聚合物纤维制备，到后来的功能材料（如药物载体、生物材料、锂离子电池电极材料等）制备，再到最近的生物/无机杂化材料的制备，静电纺丝技术已经不仅仅是一种纤维制备技术，而是逐步向功能材料的制备拓展。

在这些方向上，发现了一些新的杂化材料系统，如纤维素/生物大分子、纤维素/无机杂化纤维等。

在物性研究方面，针对静电纺丝纤维性质的研究主要涉及到静电纺丝纤维的形貌、结构、力学和表面性质等方面。

同时，也涉及到静电纺丝材料的水和药物释放性能、生物相容性、抗菌性能等。

在应用方面，静电纺丝技术的应用范围非常广泛，主要包括了医学领域（药物输送、伤口敷贴、组织工程支架）、纳米器件领域（传感器、场发射器、薄膜电容器等）、能源材料领域（锂离子电池、超级电容器、光伏材料等）以及环保领域等。

静电纺丝技术制备纳米纤维的应用探讨随着纳米科技的不断发展，纳米材料在各个领域中的应用也逐渐增多。

其中，纳米纤维是一种应用十分广泛的纳米材料，它具有极高的比表面积和表面能，因此在生物医学、纺织、环境保护、新能源等领域中都有重要的应用。

静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维的重要手段，其制备出的纤维具有较高的纯度、均一性和可控性，因此也成为了研究领域中最受欢迎的方法之一。

静电纺丝技术是一种由悬浮在纺杆上的高分子液滴通过高压电场产生的电荷极化作用实现的纳米纤维制备技术。

该技术具有制备成本低、操作简单、可控性高等特点，因此被广泛应用于生物医学、纺织、环境保护、新能源等领域。

生物医学方面，利用静电纺丝技术制备的纳米纤维在细胞培养、组织修复、肿瘤治疗等方面都有着很好的应用。

例如，在修复神经组织方面，制备出的纳米纤维可以用于神经元的引导和定向生长，从而实现神经组织的修复和再生。

在肿瘤治疗方面，利用静电纺丝技术可以制备出具有不同功能的纤维膜，这些膜可以用于肿瘤的局部化治疗以及肿瘤细胞的隔离和去除等方面。

纺织方面，静电纺丝技术可以制备出具有特殊功能的纤维材料，比如抗菌、防水、防火、自净等纤维产品。

例如，在纺织面料方面，利用静电纺丝技术制备的纳米纤维可以在面料中添加防水剂、防护剂等功能性物质，从而大大提高纺织面料的透气性、防水性、防污性等性能。

环境保护方面，静电纺丝技术可以通过制备纤维膜的方式来解决一些污染问题。

例如，利用静电纺丝技术制备出的纳米纤维材料可以被用于过滤水中的微小颗粒物，从而实现水的净化和治理。

新能源方面，利用静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以被用于制备柔性电池等电子电器设备。

例如，在制造电动汽车时，利用静电纺丝技术可以制备出具有较高导电性的纳米纤维，这些纤维可以被用于电池的制造，从而提高电池的性能。

纵观以上应用领域，静电纺丝技术虽然有诸多优点，但仍存在一些问题。

例如，在制备过程中容易产生纤维断裂、器材磨损等问题，这些问题都会影响到制备产品的质量稳定性。

静电纺丝法制备纳米纤维的研究一、引言纳米材料的制备和研究已成为材料科学领域的热点之一。

纳米纤维作为一种具有极细直径和高比表面积的纳米材料，在生物医学、材料科学、环境保护等领域有着广泛的应用前景。

而静电纺丝法作为一种简单易操作、优越的纳米纤维制备技术，近年来在纳米纤维制备领域受到越来越多的关注。

二、静电纺丝法的原理与基本过程静电纺丝法是一种利用静电作用将聚合物液体纺出成纳米级的纤维的过程。

其基本原理是利用电场将聚合物液体与导电液体之间的表面张力降至足够小的极限，从而使液体成为类似于电极反应的液态电荷状态，最终通过空气的干燥使其形成纤维。

静电纺丝法的最基本过程包括：聚合物液体的输送、聚合物液体与导电液体之间的电场形成、纳米材料的形成。

三、静电纺丝法制备纳米纤维的优点静电纺丝法制备纳米纤维具有以下优点：1. 纳米纤维的制备过程简单易操作。

2. 纳米纤维的尺寸可调，可以精确控制。

3. 纳米纤维的成本低廉。

4. 纳米纤维的制备效率高。

5. 纳米纤维的应用范围广泛。

四、静电纺丝法制备纳米纤维的参数及其对纳米纤维的影响静电纺丝法的参数对纳米纤维的形成和性质有着重要的影响，主要包括：1. 聚合物液体的浓度，聚合物液体浓度增加，纤维直径减小。

2. 电压，电压增加，纤维直径减小。

3. 电极之间的距离，电极之间的距离增加，纤维直径增大。

4. 收集器与电极的距离，距离增大，纤维直径减小。

5. 环境湿度，湿度增加，纤维直径减小。

五、静电纺丝法制备纳米纤维在材料领域的应用静电纺丝法制备的纳米纤维，在材料领域有广泛的应用，主要包括：1. 医用纳米纤维：用于制备医用敷料、人工皮肤等。

2. 环保材料：用于制备空气和水净化材料。

3. 能源材料：用于制造太阳能污染物的防护材料，生物燃料电池等。

4. 其他领域：用于制备过滤器、电磁屏蔽涂层、传感器等。

六、结论静电纺丝法是制备纳米纤维的一种重要方法，其制备过程简单、成本低廉、效率高、应用范围广泛。

静电纺丝技术的研究与应用静电纺丝技术，是一种利用高压电场将聚合物或其他材料溶液产生电致流的现象，使得材料单体或聚合物纤维形成的非织造材料，以纳米或亚微米级别的直径进行重复性制造的技术。

静电纺丝技术在生物医学、环境保护、纺织材料、能源储存、催化反应、光催化、电子设备、感应器等领域被广泛应用，并且在动物囊肿、创面治疗、血管修复、药物缓释和仿生组织等方面具有广阔的前景。

静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术的基本原理是将聚合物或其他材料溶液放置于电极上，并通过高电场强度形成电致流，在纤维直径1-3个数量级范围内形成连续、均匀的聚合物纤维。

通过适当地选择溶液的成分、分子量、电解质、pH值等参数，可以调整纤维的形态、大小和形状。

这种技术的优点在于可以制造直径非常细的纤维，不仅可以制造纳米级别的纤维，还可以制造亚微米级别的纤维，并且可以制造出高比表面积、高孔隙率、高表面活性的纤维材料。

静电纺丝技术的影响因素静电纺丝技术的影响因素非常多，其中包括材料的性质和电场参数。

在考虑溶液中聚合物的浓度、含水量及电解质的种类和浓度时，需要注意水分和电解质的存在会降低聚合物纤维的稳定性，从而影响其纤维质量。

电场参数则包括电场强度、电极形状、间距、电位和电场频率等。

当电场强度超过一个门槛值时，就会出现材料纤维化现象和连续的喷射模式。

调整电极间距可以改变材料的纤维形态和直径。

应用交流电场会产生圆锥形的纤维，而应用直流电场则会产生条带形式的纤维。

静电纺丝技术在生物医学领域的应用静电纺丝技术在生物医学领域的应用主要包括动物囊肿、血管修复、创面治疗和仿生组织等方面。

可以制造出超细纤维材料，其直径可能小于5微米，从而可以模拟天然组织血管壁和细胞外基质。

利用这些超细纤维可以培养出各种类型的细胞，例如心脏细胞、骨细胞和肝细胞等。

同时，利用这些细胞可以进行药物缓释试验，制备各种类型的三维支架用于辅助细胞生长。

静电纺丝技术在环保领域的应用静电纺丝技术在环保领域的应用主要是制备吸附材料。

近场直写静电纺丝技术及应用的研究进展刘延波1，2，陈文洋1，任倩2，李瑞欣3，赵新宇1，杨媛媛1，韦春华1（1.天津工业大学纺织科学与工程学院，天津300387；2.武汉纺织大学纺织科学与工程学院，武汉430200；3.天津市口腔医院，天津300041）Progress of near field directly writing electrospinning and its applicationsLIU Yan-bo 1，2，3，CHEN Wen-yang 1，REN Qian 2，LI Rui-xin 3，ZHAO Xin-yu 1，YANG Yuan-yuan 1，WEI Chun-hua 1（1.School of Textile Science and Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ；2.School of Textile Science and Engineering ，Wuhan Textile University ，Wuhan 430200，China ；3.Tianjin Stomatological Hospital ，Tianjin 300041，China ）Abstract ：The mechanism,development,control parameters and application of near field directly writing electrospinning isintroduced.It is pointed out that the technology needs to be solved or improved,including that the spinning mechanism is not clear,the short receiving distance severely limits jet stretching and complete volatilization of solvents,the controllability of spinning fiber in the third dimension of space is generally not high,potential appli鄄cations need to be further developed.Therefore,the future research directions should focus on the theoretical re鄄search of near field directly writing electrospinning technology,the improvement of production efficiency,the preparation of 3D structural materials and the further development of its applications in the field of bioengineeringand micro-nano technology.Key words ：nanofibers ；near field directly writing ；electrospinning ；micro-nano processing ；tissue engineering scaffold ；3D structure摘要：对近场直写静电纺丝技术的机理、发展、相关参数的控制以及应用方面展开综述，指出该技术亟待解决或改进的问题，包括纺丝机理不甚清晰；接收距离较短、严重限制射流拉伸和溶剂的完全挥发；纺丝纤维在空间第三维的可控性普遍不高；潜在应用有待进一步开发等。

静电纺丝技术的研究及应用第一章绪论静电纺丝技术是一种在高电压作用下，通过静电力使高分子液体喷出细丝，并在空气中凝固成为纤维的技术。

该技术具有成本低、能耗小、单纤维直径可以达到亚微米级别、可调节性强等优点，因此在材料学、生物医学、纳米技术、纺织、能源等领域得到了广泛应用。

第二章静电纺丝技术的研究2.1 原理静电纺丝技术利用高电压场强使溶液内部分子进行电离，并产生带电的离子，这些离子会受到电场的作用，移向带有相反电荷的电极，即可产生静电场。

在此环境下，流经液滴的表面张力发生变化，使溶液受到向心的导力，于是形成了纤维。

2.2 内在机理静电纺丝技术的内在机理与材料的流变学、静电学、动力学等多个学科相关。

其中，重要的参数包括高压电源电压、电极距离、液体与气体相对湿度、喷液速度、喷嘴与泵的耦合效率等。

这些参数对纤维细度、形态、尺寸分布、结晶度、热稳定性等性能起着决定性作用。

第三章静电纺丝技术的应用3.1 材料学领域静电纺丝技术用于制备各种材料，包括纤维、膜、泡沫、纳米纤维等。

纳米级的纤维由于具有超大比表面积和强烈的场致横向取向等独特性质，可以用于制备电池、传感器、过滤材料、防弹衣、医用敷料、人工皮肤等。

3.2 生物医学领域静电纺丝技术可以用于制备人工骨（Poriferan），此类材料为三维网状结构，与自然骨骼相近，可以用于骨突复原和组织重建。

此外，还可以制备纳米级别的纤维支架，用于组织工程和再生医学。

3.3 纺织领域静电纺丝技术可以用于制备高品质、多功能的纺织纤维，除了增强纤维的机械性能，还可以赋予其各种特殊性能，如抗菌、防水、阻燃等。

此外，在纺织品加工过程中，静电纺丝技术可以起到辅助作用，如制备羊毛衫和马甲的下胆子。

3.4 能源领域静电纺丝技术可以用于制备电池、太阳能电池及其他电化学器件，如超级电容器、生物微电池等。

此外，还可以制备材料从而用于制备高能量密度储能器、电动汽车电池等。

第四章静电纺丝技术的发展趋势静电纺丝技术是目前研究的热点，在材料学、生物医学、纺织、能源等领域应用前景广阔。

静电纺丝技术及其应用研究静电纺丝技术是一种重要的纳米材料制备技术，它是通过电场作用将高分子溶液等材料制成纳米纤维。

它的原理是将材料分子在加压的情况下打破，使得高分子变成液滴状态，然后通过电场拉伸成纳米纤维。

这种技术不仅制备精度高，而且可以制备出具有特殊性能的材料。

随着对纳米材料的研究和应用需求的不断增加，静电纺丝技术将逐渐成为一种重要的制备技术。

一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术的原理是以高分子的分子间作用力为基础，通过应用电场作用力来形成纤维的纳米级工艺。

其主要步骤是将高分子物质溶解在有机溶剂、水溶液或其他溶剂中，加入必要的助剂，形成纺丝液，并均匀放置在注射器、注射泵等装置容器中；利用以高压泵带动的压力让溶液从极细孔中射出；同时施加强电场，使溶液在电场力的作用下快速拉伸并逐渐形成纳米纤维，然后收集。

静电纺丝技术制备出的纤维直径可以控制在几个纳米到几百纳米之间，而且具有高比表面积、大比表面积、独特的孔径大小和形态分布、纳米级细度的质量、制备成本低等优点。

这些性质可以应用于电子、生物医学、能源、空气净化、纺织、环境和生态等领域。

二、静电纺丝技术的应用现状目前，静电纺丝技术在超细纤维、电子器件、生物医学、环境保护、能源科技等方面广泛应用。

其中，制备纳米级超细纤维的应用最为广泛。

这些纤维具有高比表面积、高孔隙率、优异的力学性能和电性能，可以应用于制备过滤材料、光电器件、电池和催化等领域。

同时，还可以用于制备功能性纤维，如智能化纤维、多功能聚合物材料。

在生物医学领域，静电纺丝技术可以应用于制备人体补体材料、组织工程和药物传递等。

通过制备不同直径的超细纤维，并根据纤维的表面化学性质设计功能材料，可以用于解决人类健康领域面临的挑战，如感染控制、疾病诊断和治疗、组织工程和纳米医学等。

例如，利用静电纺丝技术制备的人工组织补品和药物传递器具已经获得了生物医学领域的广泛应用。

在能源科技方面，静电纺丝技术也有着重要的应用项目。