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       靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時霧化分裂出的物質不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運行相當長的距離，最終固化成纖維。靜電紡絲是一種特殊的纖維制造工藝，聚合物溶液或熔體在強電場中進行噴射紡絲。在電場作用下，針頭處的液滴會由球形變為圓錐形（即“泰勒錐”），并從圓錐尖端延展得到纖維細絲。這種方式可以生產出納米級直徑的聚合物細絲。

    “靜電紡絲”一詞來源于“electrospinning”或更早一些的“electrostatic spinning”，國內一般簡稱為“靜電紡”、“電紡”等。1934年，Formalas發明了用靜電力制備聚合物纖維的實驗裝置并申請了專利，其專利公布了聚合物溶液如何在電極間形成射流，這是首次詳細描述利用高壓靜電來制備纖維裝置的專利，被公認為是靜電紡絲技術制備纖維的開端。但是，從科學基礎來看，這一發明可視為靜電霧化或電噴的一種特例，其概念可以追溯到1745年。靜電霧化與靜電紡絲的最大區別在于二者采用的工作介質不同，靜電霧化采用的是低粘度的牛頓流體，而靜電紡絲采用的是較高粘度的非牛頓流體。這樣，靜電霧化技術的研究也為靜電紡絲體系提供了一定的理論依據和基礎。對靜電紡絲過程的深入研究涉及到靜電學、電流體力學、流變學、空氣動力學等領域。20世紀30年代到80年代期間，靜電紡絲技術發展較為緩慢，科研人員大多集中在靜電紡絲裝置的研究上，發布了一系列的專利，但是尚未引起廣泛的關注。進入90年代，Reneker研究小組對靜電紡絲工藝和應用展開了深入和廣泛的研究。特別是近年來，隨著納米技術的發展，靜電紡絲技術獲得了快速發展，世界各國的科研界和工業界都對此技術表現出了極大的興趣。此段時期，靜電紡絲技術的發展大致經歷了四個階段：第一階段主要研究不同聚合物的可紡性和紡絲過程中工藝參數對纖維直徑及性能的影響以及工藝參數的優化等；第二階段主要研究靜電紡納米纖維成分的多樣化及結構的精細調控；第三個階段主要研究靜電紡纖維在能源、環境、生物醫學、光電等領域的應用；第四階段主要研究靜電紡纖維的批量化制造問題。上述四個階段相互交融，并沒有明顯的界線。

    電流體動力噴墨打印的原理是利用電場力將帶電液滴拉到基板上去，當在打印液體溶液時，首先會在針尖口處形成一個半月面，施加電壓后，當液體表面張力與施加的電場力處于平衡狀態時，便會形成泰勒錐。當繼續施加電壓突破臨界值時，泰勒錐前端會發生斷裂，從而射出液滴。

泰勒錐的形成主要分為兩個階段，儲能階段和噴射階段。

儲能階段是影響周期長短的主要因素。當液滴處于儲能階段時，泰勒錐前端會不停的上下擺動，當電場力與表面張力平衡打破時就會進入噴射階段。儲能階段是影響周期長短的主要因素，電壓強度、液體粘度及液體與針尖產生表面張力大小都會影響儲能階段的時間。

當處于噴射階段時，第一滴液滴噴射后會帶走部分電荷，泰勒錐因電荷變少重新回到儲能階段，泰勒錐底端再次上下擺動直到再次進入噴射階段，如此周而復始便會形成錐射流。

（轉載至：百度百科）

 

以下動圖是 單顆水滴在電場中被拉伸并發生射流的過程。（附件文件結果動圖）

以下動圖是 乙醇針管在配合注射壓力和電場，完成靜電紡絲的過程。（非附件所計算結果）

 

以下動圖是 介質在較大電勢差的電場中，發生分裂的過程。（非附件所計算結果）

以下圖示是靜電紡絲的實驗示意圖和實際實驗效果。

模型文件在附件中，需要的可以下載，謝謝。