延性結(jié)構(gòu)的螺旋電紡絲直寫工藝與應用.pdf

1、可延展柔性電子作為最具挑戰(zhàn)性的一類柔性電子器件，其核心在于可大變形柔性微納功能結(jié)構(gòu)的設計與制造。目前，屈曲、曲線、自相似等延性結(jié)構(gòu)所用光刻、轉(zhuǎn)印組合工藝存在不兼容有機材料、制備大面積器件成本昂貴、制造效率低等不足。本學位論文基于高分辨率電流體噴印技術與自組織屈曲原理實現(xiàn)多種可延展柔性微納結(jié)構(gòu)的大面積高效制備，主要研究工作和創(chuàng)新之處在于：
　　研究了微納電紡射流撞擊基板所產(chǎn)生的螺旋繞圈現(xiàn)象?；谡承砸壕€的屈曲理論，綜合考慮針-平板非

2、均勻電場與微納射流蒸發(fā)固化行為，建立了噴嘴-基板間微納帶電射流的空間飛行模型。研究強電場力作用下微納電流體失穩(wěn)進而螺旋擺動的機理，分析工藝參數(shù)對微納射流螺旋擺動的影響規(guī)律。
　　提出了螺旋電紡絲直寫工藝。基于靜止基板上的電紡絲螺旋繞圈現(xiàn)象，實現(xiàn)運動基板上的可控螺旋直寫。系統(tǒng)研究了基板速度、工作電壓和噴射高度三個關鍵工藝參數(shù)對纖維形貌的影響，揭示了速度匹配系數(shù)對圖案轉(zhuǎn)變的作用規(guī)律，實現(xiàn)了電話線、“8”字、波紋及直線微納纖維的可控沉積

3、。
　　研究了電紡纖維在預應變彈性基板上的競爭屈曲。通過調(diào)控預應變彈性基板上直寫纖維的工藝參數(shù)，實現(xiàn)不同屈曲模式纖維的可控制造。基于能量最小原則得到纖維平面內(nèi)/平面外屈曲的判定準則，分析了纖維截面、材料特性對屈曲模式轉(zhuǎn)變的作用規(guī)律，為屈曲纖維的外形設計、電紡工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導。
　　制備了一種新的共面二級波紋結(jié)構(gòu)。基于螺旋電紡絲直寫波紋纖維與自組織屈曲原理實現(xiàn)了一種簡單的自相似結(jié)構(gòu)：二級波紋結(jié)構(gòu)纖維的制備。分析了直寫波紋形