华宇平台时时彩新技术使纳米纤维生产率提高四

 新闻资讯     |      2020-03-22
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新技术使纳米纤维生产率提高四倍

新的超细纤维发射器的扫描电子显微照片,显示蚀刻到其侧面的矩形柱阵列

麻省理工学院的科学家展示了一种通过静电纺丝生产纳米纤维的系统方法,既可以提高产量,又可以减少92%的能源消耗

直径只有几百纳米的纳米纤维聚合物长丝具有广泛的潜在应用,从太阳能电池到水过滤再到燃料电池

但是到目前为止,它们的高制造成本使它们只属于少数几个利基行业

在最新一期的《纳米技术》杂志上,麻省理工学院的研究人员描述了一种生产纳米纤维的新技术,该技术可将生产速度提高四倍,同时将能耗降低90%以上,从而提供了廉价,高效的纳米纤维生产的前景

麻省理工学院微系统技术实验室的首席研究科学家路易斯·费尔南多·费尔斯克斯·加尔卡(luis fernando velsquez-garca)说,我们已经证明了通过静电纺丝生产纳米纤维的系统方法,该技术已经超越了现有技术

但是它的完成方式带来了非常有趣的可能性

我们小组和许多其他小组正在努力进一步推动3d打印,以使打印能够转换,致动并在不同领域(例如太阳能,电气或机械)之间交换能量的组件成为可能

我们拥有自然适合该图片的内容

我们有一系列的发射器,可以看作是点矩阵打印机,您可以在其中单独控制每个发射器以打印纳米纤维的沉积物

纠结的故事

纳米纤维可用于任何受益于表面积与体积之比高的太阳能电池,例如,试图最大程度地暴露于阳光下的太阳能电池,或可催化其表面反应的燃料电池电极

纳米纤维还可以产生仅在很小规模上具有渗透性的材料(例如滤水器),或者在重量方面非常坚硬的材料(例如防弹衣)

制造纳米纤维的标准技术称为静电纺丝,分为两种

首先,将聚合物溶液泵送通过一个小喷嘴,然后用强电场将其拉伸

但是,该过程很慢,并且每单位面积的喷嘴数量受泵液压系统尺寸的限制<华宇平台时时彩p>

另一种方法是在被金属锥体覆盖的转鼓和集电极之间施加电压

将视锥浸入聚合物溶液中,电场使溶液传播到视锥顶部,并在视锥顶部以纤维的形式向电极发射

但是,这种方法不稳定,并且会产生长度不均匀的纤维

它还需要高达100,000伏的电压

思维小

velsquez-garca和他的合著者philip ponce de leon,曾是机械工程学的硕士;frances hill,曾任velsquez-garcas小组的博士后,现在在kla-tencor工作

eric heubel和目前的博士后eric heubel则采用了第二种方法,但规模要小得多,它使用制造微机电系统中常用的技术来产生密集的微小发射器阵列

较小的发射极减小了驱动它们所需的电压,并允许将更多的发射极封装在一起,从而提高了生产率

同时,蚀刻到发射器侧面的核纹理调节了流体流向发射器尖端的速度,即使在高生产率下也能产生均匀的纤维

velsquez-garca说,我们进行了各种实验,所有实验均表明发射是均匀的

velsquez-garca和他的同事们使用一种称为深反应离子蚀刻的技术来制造发射器

它们在硅晶片的任一面上蚀刻数十微米的矩形小阵列的密集阵列,该阵列将调节流体沿发射极侧面的流动

然后他们从晶圆上切出锯齿状图案

锯齿垂直安装,其底座浸入去离子水,乙醇和溶解的聚合物的溶液中

当将电极安装在锯齿对面并在锯齿之间施加电压时,水-乙醇混合物会向上流动,从而拖拽聚合物链

水和乙醇迅华宇平台时时彩速溶解,在电极上与每个发射极相对的聚合物丝缠结在一起

研究人员能够将225个数毫米长的发射器装在一个侧面约35毫米的方形芯片上

在8,000伏的相对较低电压下,该设备每单位面积产生的纤维是最佳商用电纺设备的四倍

马里兰大学电气工程学教授reza ghodssi说,这项工作是展示传统mems(微机电系统)制造工艺对并行纳米制造的强大能力的一种优雅而新颖的方式

他补充说,相对于其他方法,在保持处理方法应用的完整性和准确性的同时,有可能将其按比例放大

出版:菲利普·庞塞·德·里昂(philip j ponce de leon)等人,《通过微流体外部馈电发射器阵列的电液动力喷射进行平行纳米制造》,《纳米技术》,2015,26,225301; doi:10.1088 / 0957-4484 / 26/22/225301

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