CN102260963A - 一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法 - Google Patents

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刘耀文
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Abstract

一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，其步骤是：A、用电脑通过版图设计软件绘制出所需的图案；B、将该图案输入到微电子机械系统，由微电子机械系统按输入的图案将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板；C、将具有微纳米级图案的接收板作为电纺丝设备的接收板，进行静电纺丝即得到微纳米级图案化的电纺纤维膜。该方法能制备出图案最小单位尺寸为微纳米级的图案化电纺纤维膜，在微小电子器件、传感器、超细过滤器、人体组织的修复与制造具有良好的应用前景。且其制备过程简单、方便，自动化程度高、加工出的图案精确、可控、重复性好。

Description

一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法
技术领域
本发明涉及一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法。
背景技术
静电纺纳米纤维由于其具有孔隙率高、比表面积大、表面能和活性高等特点，吸引了国内外学者在纳米材料的众多领域中研究，如传感器、电子器件、过滤材料、生物治疗等。采用传统的静电纺丝方法，电纺丝因受多方面因素的影响，喷射得到的纤维呈随机排列，难以实现纤维的有序可控地沉积，这极大地限制了静电纺丝技术的发展应用。
图案化(形状与特定图案相似)的纤维膜具有广阔的应用前景，如：图案化纤维薄膜作为微流控芯片能提高病毒检测的灵敏度，与普通薄膜相比，静电纺纳米纤维膜具有更大的比表面积，对于被检测物的吸附提高了至少一个数量级，从而使得检测的灵敏度有很大提高，缩短了检测时间，减少了试剂的使用量。在电子器件方面，采用静电纺丝及碳化后处理方法制备得到的图案化的多孔纳米碳纤维薄片，有效利用面积增大，电容质量比提高，电化学性能更好。在过滤材料中，图案化的棒状纳米纤维在超滤器中起支持作用来分离油和水的乳状液，由于其内部连通的多孔网状物和大的比表面积，所以超滤器有很高的流出速度和优秀的有机物溶质排斥能力。在生物医学中，静电纺丝技术可根据组织的形状得到相应的三维图案化纳米纤维支架，能让不同类型的细胞共培养、生长增殖从而形成人造组织。
现有的图案化电纺纤维膜是通过特定图案的金属收集版而制备得到。但由于其特定图案收集版是采用不同直径的金属导线编织而成，金属导线的直径为0.1mm-5mm，因此，其制得的图案化电纺丝的图案最小单位的尺寸为0.1mm，无法制得图案最小单位尺寸为微纳米的图案化电纺纤维膜。
而微纳米级图案化纤维膜在很多领域的应用是迫切需要的，如：作为一个好的传感器除了需要高的灵敏度、选择性和可靠性，还需要体积小、加工费用低和功能的多样化。而微小的电子器件无疑可以使电子产品的体积变得更小、携带更为方便，产品更具有竞争力。对于过滤器，微纳米级图案化纤维膜不仅可用来过滤空气中的灰尘，还可以过滤细菌、甚至病毒。而对人体内特殊的组织结构比如脉管、肌肉、神经、肝脏等，微纳米级图案化纤维膜能模拟体内的细胞排列方式，为组织的修复提供生物相容性好的支架。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，该方法能制备出图案最小单位尺寸为微纳米级的图案化电纺纤维膜，在微小电子器件、传感器、超细过滤器、人体组织的修复与制造具有良好的应用前景。且其制备过程简单、方便，自动化程度高、加工出的图案精确、可控、重复性好。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，其步骤是：
A、用电脑通过版图设计软件绘制出所需的图案；
B、将该图案输入到微电子机械系统，由微电子机械系统按输入的图案将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板；
C、将具有微纳米级图案的接收板作为电纺丝设备的接收板，进行静电纺丝即得到微纳米级图案化电纺纤维膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、采用微机械电子加工技术可以在接收板上得到最小单位尺寸仅为几十个纳米的图案，并进而以此接收板进行静电纺丝，在有金属沉积的地方集中聚集纳米纤维，从而制备出图案最小单位尺寸为几十个纳米，能用于制作微小电子器件、传感器、超细过滤器、功能性组织的电纺纤维膜。
二、图案通过电脑设计，并由微机械电子系统自动加工。较之通过金属线编织方式形成图案，本发明的图案设计不受限制、可设计出任意的丰富多彩的图案，其加工方便、自动化程度高、加工出的图案更加精确、可控、重复性好。
上述的B步中，由微电子机械系统按输入的图案，将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板的具体做法是：先由微电子机械系统的光刻机将图案刻到非金属基材上，再利用微电子机械系统的直流磁控溅射机将金属沉积到非金属基材的刻点上。
采用光刻结合金属磁控溅射可以更加方便的制出精确的微纳米级图案的接收板。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为实施例方法过程中的一个实际的带微纳米级图案的接收板的照片。
图2A、图2B、图2C分别为用图1的接收板制得的电纺纤维的三个局部放大照片。
图3为实施例方法制得的电纺纤维中图案为条纹50微米间距400微米的局部扫描电镜放大图。
具体实施方式
实施例
本发明的一种具体实施方式是，一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，其步骤是：
A、用电脑通过版图设计软件绘制出所需的图案；
B、将该图案输入到微电子机械系统，由微电子机械系统按输入的图案将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板；
本例的B步中，由微电子机械系统按输入的图案，将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板的具体做法是：先由微电子机械系统的光刻机将图案刻到非金属基材上，再利用微电子机械系统的直流磁控溅射机将金属沉积到非金属基材的刻点上。
C、将具有微纳米级图案的接收板作为电纺丝设备的接收板，进行电纺丝即得到微纳级图案化的电纺纤维膜。
试验样品的制备：
采用以上实施例的方法，制备得到了图1的带微纳米级图案的接收板，接收板上的图案由若干个横向线条组图案和纵向线条组图案(如图中A、B、C处的纵向线条组)构成。
图2A、图2B、图2C为用图1的接收板制得的电纺丝纤维的三个局部的放大照片。图2A、图2B、图2C的电纺纤维局部分别与图1的接收板的局部A、局部B、局部C相对应。
图2A、图2B、图2C的电纺纤维局部的图案与图1的局部A、局部B、局部C的纵向线条组图案相似。
图3为用图1的接收板制得的电纺纤维的局部扫描电镜放大图。
以上试验证明：本发明方法确能制出与设计图案相似的微纳米级图案化电纺纤维膜。

Claims (2)

1.一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，其步骤是：
A、用电脑通过版图设计软件绘制出所需的图案；
B、将该图案输入到微电子机械系统，由微电子机械系统按输入的图案将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板；
C、将具有微纳米级图案的接收板作为电纺丝设备的接收板，进行静电纺丝即得到微纳米级图案化的电纺纤维膜。
2.如权利要求1所述的一种制备微纳米级图案化电纺纤维膜的方法，其特征在于：所述的B步中，由微电子机械系统按输入的图案，将金属沉积到非金属基材上，得到具有微纳米级图案的接收板的具体做法是：先由微电子机械系统的光刻机将图案刻到非金属基材上，再利用微电子机械系统的直流磁控溅射机将金属沉积到非金属基材的刻点上。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102950036A (zh) * 2012-11-01 2013-03-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于电纺丝模板制备微流控芯片的方法
CN103173872A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种简便的纳米电纺丝区域化方法
CN103696024A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 厦门大学 一种图案化纳米纤维制备装置
CN104711771A (zh) * 2015-03-27 2015-06-17 东华大学 一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法
CN104789634A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 四川农业大学 一种具有高精确性和高重复性的药物筛选方法
CN104849439A (zh) * 2015-04-30 2015-08-19 四川农业大学 一种高效检测纳米颗粒肾毒性的方法
CN105251047A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 温州生物材料与工程研究所 电纺多孔纳米纤维基质微图案印章支架材料及其制备方法和用途
WO2017070759A1 (pt) * 2015-10-28 2017-05-04 MACEDO, Juliana Cardoso Vicente de Método de confecçâo de mantas de nanofibras de formas complexas e com detalhes de pequenas dimensões
CN106948084A (zh) * 2017-04-01 2017-07-14 佛山轻子精密测控技术有限公司 一种循环使用的纳米纤维过滤网制备装置和方法
CN107974716A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 深圳市四清空气技术有限公司 模板辅助三维纳米结构的构筑方法
CN108148753A (zh) * 2016-12-06 2018-06-12 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于物理模版的电纺丝图案化制备方法
CN109414524A (zh) * 2016-05-12 2019-03-01 阿塞拉外科有限公司 组织替代材料和组织修复方法
CN109432825A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 上海师范大学 一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用
CN113279071A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 大连理工大学 一种聚合物器件上静电纺丝纤维支架原位成型制造方法
US11173234B2 (en) 2012-09-21 2021-11-16 Washington University Biomedical patches with spatially arranged fibers
US11224677B2 (en) 2016-05-12 2022-01-18 Acera Surgical, Inc. Tissue substitute materials and methods for tissue repair
US11311366B2 (en) 2010-06-17 2022-04-26 Washington University Biomedical patches with aligned fibers
CN114892282A (zh) * 2022-04-21 2022-08-12 西南交通大学 一种拓扑结构压电纤维的制备方法及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006283241A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Kanai Hiroaki ナノ繊維ウェブの製造方法、ナノ繊維ウェブまたは積層体、コレクタ電極並びにナノ繊維ウェブ製造装置
CN101182650A (zh) * 2007-10-30 2008-05-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种可控图案化电纺丝纤维聚集体的制备方法
CN101463532A (zh) * 2009-01-14 2009-06-24 青岛大学 一种图案化纳米纤维的制备方法
CN101499406A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 中国科学院物理研究所 一种在绝缘衬底上制作硅化物纳米结构的方法
WO2010074982A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 3M Innovative Properties Company Patterned spunbond fibrous webs and methods of making and using the same
CN101787623A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 厦门大学 有序纳米纤维宏量制备装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006283241A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Kanai Hiroaki ナノ繊維ウェブの製造方法、ナノ繊維ウェブまたは積層体、コレクタ電極並びにナノ繊維ウェブ製造装置
CN101182650A (zh) * 2007-10-30 2008-05-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种可控图案化电纺丝纤维聚集体的制备方法
CN101499406A (zh) * 2008-01-31 2009-08-05 中国科学院物理研究所 一种在绝缘衬底上制作硅化物纳米结构的方法
WO2010074982A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 3M Innovative Properties Company Patterned spunbond fibrous webs and methods of making and using the same
CN101463532A (zh) * 2009-01-14 2009-06-24 青岛大学 一种图案化纳米纤维的制备方法
CN101787623A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 厦门大学 有序纳米纤维宏量制备装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAN LI ETC.: "Collecting Electrospun Nanofibers with Patterned Electrodes", 《NANO LETTERS》 *
刘曦等: "图案化铜纳米线陈列的制备", 《电子元件与材料》 *
李文望等: "电纺直写纳米纤维在图案化基底的定位沉积", 《光学精密工程》 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11471260B2 (en) 2010-06-17 2022-10-18 Washington University Biomedical patches with aligned fibers
US11311366B2 (en) 2010-06-17 2022-04-26 Washington University Biomedical patches with aligned fibers
CN103173872A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种简便的纳米电纺丝区域化方法
CN103173872B (zh) * 2011-12-22 2015-06-24 中国科学院大连化学物理研究所 一种简便的纳米电纺丝区域化方法
US11173234B2 (en) 2012-09-21 2021-11-16 Washington University Biomedical patches with spatially arranged fibers
US11596717B2 (en) 2012-09-21 2023-03-07 Washington University Three dimensional electrospun biomedical patch for facilitating tissue repair
US11253635B2 (en) 2012-09-21 2022-02-22 Washington University Three dimensional electrospun biomedical patch for facilitating tissue repair
CN102950036A (zh) * 2012-11-01 2013-03-06 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于电纺丝模板制备微流控芯片的方法
CN103696024A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 厦门大学 一种图案化纳米纤维制备装置
CN103696024B (zh) * 2013-12-05 2015-10-07 厦门大学 一种图案化纳米纤维制备装置
CN104711771A (zh) * 2015-03-27 2015-06-17 东华大学 一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法
CN104849439A (zh) * 2015-04-30 2015-08-19 四川农业大学 一种高效检测纳米颗粒肾毒性的方法
CN104849439B (zh) * 2015-04-30 2017-01-18 四川农业大学 一种高效检测纳米颗粒肾毒性的方法
CN104789634A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 四川农业大学 一种具有高精确性和高重复性的药物筛选方法
CN105251047A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 温州生物材料与工程研究所 电纺多孔纳米纤维基质微图案印章支架材料及其制备方法和用途
WO2017070759A1 (pt) * 2015-10-28 2017-05-04 MACEDO, Juliana Cardoso Vicente de Método de confecçâo de mantas de nanofibras de formas complexas e com detalhes de pequenas dimensões
CN109414524A (zh) * 2016-05-12 2019-03-01 阿塞拉外科有限公司 组织替代材料和组织修复方法
US11826487B2 (en) 2016-05-12 2023-11-28 Acera Surgical, Inc. Tissue substitute materials and methods for tissue repair
US11224677B2 (en) 2016-05-12 2022-01-18 Acera Surgical, Inc. Tissue substitute materials and methods for tissue repair
CN108148753A (zh) * 2016-12-06 2018-06-12 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于物理模版的电纺丝图案化制备方法
CN108148753B (zh) * 2016-12-06 2021-06-04 中国科学院大连化学物理研究所 一种基于物理模版的电纺丝图案化制备方法
CN106948084A (zh) * 2017-04-01 2017-07-14 佛山轻子精密测控技术有限公司 一种循环使用的纳米纤维过滤网制备装置和方法
CN107974716A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 深圳市四清空气技术有限公司 模板辅助三维纳米结构的构筑方法
CN109432825A (zh) * 2018-10-23 2019-03-08 上海师范大学 一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用
CN113279071A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 大连理工大学 一种聚合物器件上静电纺丝纤维支架原位成型制造方法
CN114892282A (zh) * 2022-04-21 2022-08-12 西南交通大学 一种拓扑结构压电纤维的制备方法及应用
CN114892282B (zh) * 2022-04-21 2023-07-18 西南交通大学 一种拓扑结构压电纤维的制备方法及应用

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