《基於電場-流體複合約束的同軸聚焦電射流納米列印研究》是依託大連理工大學,由王大志擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於電場-流體複合約束的同軸聚焦電射流納米列印研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王大志
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以納米功能結構的高解析度、低成本、柔性電射流列印製造為對象，以突破現有單錐-射流列印模式的射流尺度和射流環境干擾限制為目標，提出基於電場-流體複合約束的同軸聚焦電射流列印新方法，實現功能材料納米結構的列印製造。深入研究雙層射流界面電場切向力和流體粘滯切向力對納米射流的複合約束聚焦機制，獲得納米尺度的穩定射流；探明同軸微噴針的結構參數對射流運行行為的影響規律，製作出適用於形成納米穩定射流的同軸聚焦微噴針；研究射流尺寸及射流運行軌跡對列印結構的影響，構建射流參數與列印結構形狀和尺寸的映射關係，進一步引入射流電流與射流參數的線上測量與反饋控制技術，實現對電射流納米列印過程的精細控制；最後通過對典型納米功能結構與器件的列印製造，實現對同軸聚焦電射流納米列印原理和技術的套用驗證。目前國內外尚未見有同類研究的報導，研究成果將在納米製造領域具有重要理論參考及實際套用價值。
結題摘要
在國家自然科學基金項目資助下，針對納米功能結構的高解析度、柔性電射流列印製造開展研究。深入研究了同軸聚焦電射流印表機理、工藝和裝備，發展出了基於電場-流場複合約束的納米列印新方法，實現了PZT、ZnO等材料的納米點陣列、納米線陣列、納米簡直梁、納米懸臂樑等納米結構的列印製造，為納米器件製造提供了一種高效、高質的工藝途徑；研發出同軸聚焦電射流納米解析度列印設備，列印最小線寬為40nm，列印納米結構速度達300mm/s，列印縮頸比達到3200:1，為納米器件製造提供了創新裝備；建立了同軸聚焦電射流仿真模型，實現了同軸聚集電射流列印過程的電場-流場耦合，探明同軸聚焦電射流的電場-流體複合約束作用機理，為同軸聚焦電射流納米列印提供理論支撐；發展出了基於電流測量的電射流列印過程測量、控制與精調技術，設計研製出電射流列印的電流測量裝置，建立了射流參數與列印結構形狀和尺寸的映射關係，為納米列印提供了有效測控方法；列印製造壓電納米梁結構展現出高壓電常數、高柔性等優質電學、力學特性，具有靈敏電壓輸出，為高性能納米器件提供基礎結構和工藝方法。共發表論文25篇，其中SCI國際期刊論文13篇，包括Nanoscale封面1篇、Macromolecular Materials and Engineering封面1篇，影響因子7.0以上2篇，3.0以上6篇，授權國家發明專利14項，在國際學術會議上做特邀報告6次。項目研究成果將對納米器件、納米製造的相關技術和理論的發展具有重要推動作用。
