大面积的薄膜;在薄膜表面存在微米-亚微米尺度的颗粒物污染,所制备薄膜的均匀性较差;某些材料靶膜成分并不一致。对于多组元化合物薄膜,如果某些种阳离子具有较高的蒸气压,则在高温下无法保证薄膜的等化学计量比生长,并且设备的投入成本较大。随着科研人员的不断努力,脉冲激光沉积法在制备纳米材料方面将会取得更大的成就。(六)、静电纺丝法
静电纺丝的工作原理是:利用高压电场使聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电,当电场力足够大时,聚合物液滴克服表面张力形成喷射流18。在喷射过程中,射流中的溶剂蒸发或射流自身发生固化形成纤维,并最终落在接收装置上,得到纳米纤维制品,如图5所示。
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f通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维,包括有机、有机无机复合和无机纳米纤维。然而,利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。首先,在制备有机纳米纤维方面,用于静电纺丝的天然高分子品种还十分有限,对所得产品结构和性能的研究不够完善,最终产品的应用大都只处于实验阶段,尤其是这些产品的产业化生产还存在较大的问题。其次,静电纺有机无机复合纳米纤维的性能不仅与纳米粒子的结构有关,还与纳米粒子的聚集方式和协同性能、聚合物基体的结构性能、粒子与基体的界面结构性能及加工复合工艺等有关。如何制备出适合需要的、高性能、多功能的复合纳米纤维是研究的关键。此外,静电纺无机纳米纤维的研究基本处于起始阶段,无机纳米纤维在高温过滤、高效催化、生物组织工程、光电器件、航天器材等多个领域具有潜在的用途。但是,静电纺无机纳米纤维较大的脆性限制了其应用性能和范围。因此,开发具有柔韧性、连续性的无机纤维是一个重要的课题。当前,静电纺丝已经成为纳米纤维的主要制备方法之一。对静电纺丝的研究较深入而且涉及到很多方面,Fo
gH等研究了静电纺纳米纤维的形成,详细分析射流的过程变化19,Bu
ya
N等研究了在牵伸过程中纳米纤维的形态、取向及沉积的变化,重新设计工艺来控制纳米纤维的在接受装置上的沉积,具体工艺是通过对射流路径、接受装置的设计和熔体性质的控制来实现的。Ju
Z等研究了静电纺丝中表面张力,溶液粘度,溶液传导率,聚合物玻璃态转变温度对纤维形状尺寸的影响,发现其中溶液粘度的影响最大。Grei
erA详细分析了影响
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f静电纺丝制造出的纳米纤维的外形的几r