CN114381812B - 一种纺丝喷头、纳米材料组装体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纺丝喷头、纳米材料组装体及其制备方法，所述纺丝喷头沿着长度方向依次包括入液端、储液处、喷头体和出液端；所述纺丝喷头的入液端、储液处、喷头体和出液端为一个整体，或，至少分为两部分，按照入液端、储液处、喷头体和出液端的顺序连接；所述喷头体和出液端的内壁表面设置有至少一根微米级沟槽；以所述纺丝喷头的总长度为100％计，所述沟槽的长度各自独立地为90％‑96％。本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体兼具高取向度和高强度的优势，所述方法简单易操作，可以连续、均匀地制备纳米材料组装体。

Description

一种纺丝喷头、纳米材料组装体及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种纺丝喷头、纳米材料组装体及其制备方法。
背景技术
制备轻质高强复合材料的关键包括增强体的高质量、高含量、多级组装结构以及高界面载荷传递效率等。以碳纳米管为例，在现有的技术中，实现复合材料中高碳纳米管含量的方法是先将碳纳米管组装成宏观体，再与树脂进行复合得到复合材料。在众多宏观体中，结构疏松的碳纳米管带可实现较好的树脂浸润。取向良好的碳纳米管带与取向随机的碳纳米管带相比表现出更好的拉伸性能，这主要归因于其中碳纳米管具有更大的等效纵横比并避免了优先断裂问题，取向排列的碳纳米管导致拉伸各向异性，沿碳纳米管排列方向获得最佳拉伸性能。因此，制备取向可控碳纳米管带是制备碳纳米管带/树脂复合材料的关键。
CN106044739A公开了一种高取向碳纳米管薄膜或纤维及其微梳法制备装置和方法。其公开的制备方法包括：提供碳纳米管阵列，并从所述碳纳米管阵列中拉出单层碳纳米管薄膜；以表面分布有一排以上微米级微齿的微梳对于所述单层碳纳米管薄膜进行微梳处理，从而使所述单层碳纳米管薄膜中的碳纳米管取向基本一致；以及，以收集轴收集经微梳处理后的单层碳纳米管薄膜，并形成高取向碳纳米管薄膜或碳纳米管纤维。藉由其公开的方法可以使碳纳米管纤维、薄膜的结构更加致密，并大幅提升其载荷传递效率和力学性能。同时，其公开的方法实现了将碳纳米管材料从微观体到宏观体的转变，增加了其宏观可操作性，便于后续处理和加工，但是其提供的碳纳米管阵列微梳法制备的碳纳米管薄膜杂质较多，且效率低、难以实现规模化生产。
CN112875682A公开了一种定向、高密度碳纳米管条带的连续制备方法。首先制备出高浓度单壁碳纳米管液晶溶液，再通过设计可施加压力的挤出装置将碳纳米管液晶溶液通过自行设计的挤出带至装有凝固浴的容器内；与此同时，对凝固浴内带状碳纳米管凝胶实施速度可控拉拔、干燥、缠绕成带。其公开的方法通过加工设计不同高/宽/长比的注射带，发展了一种新型碳纳米管宏观体碳纳米管条带的制备方法；同时，通过液晶溶液的配制、挤出装置的挤压及成带拉拔技术，提高碳纳米管的取向性和致密度；其公开的方法制备的定向、高密度碳纳米管条带可推动其在电致发热、电磁屏蔽、吸波材料等领域的应用，但是其使用强酸分散碳纳米管，配制分散液过程中对实验环境和实验装置要求严苛，制备碳纳米管带过程中可能产生酸性气体，腐蚀实验设备且对人体有害。
X.Jiang等在Carbon 169(2020)17-24.中采用湿法纺丝工艺制备了单壁碳纳米管纤维，经表征证明纤维具有较好的取向性，使用22G和25G尺寸的喷丝头挤出分散液制备纤维，发现较小的喷丝头可制备出性能更优异的纤维，这可能是由于纺丝过程中流体剪切导致碳纳米管沿轴向取向排列。同时可以改变喷丝头的长度调控纤维性能，但是此种类型纤维的结构较为致密，会导致树脂浸润性较差。
综上所述，开发一种能形成纳米材料特定结构、特定取向方向的多级组装结构，且制备工艺简单，是获得高性能纳米复合材料关键的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纺丝喷头、纳米材料组装体及其制备方法，利用本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体兼具高取向和高强度的优点，所述方法简单易操作，可以连续、均匀地制备纳米材料组装体。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种纺丝喷头，所述纺丝喷头沿着长度方向依次包括入液端、储液处、喷头体和出液端；
所述纺丝喷头的入液端、储液处、喷头体和出液端为一个整体，或，至少分为两部分，按照入液端、储液处、喷头体和出液端的顺序连接；
所述喷头体和出液端的内壁表面设置有至少一根(例如5根、10根、15根、20根、25根、30根、35根、40根、45根、50根、55根、60根、65根、70根等)微米级沟槽；
以所述纺丝喷头的总长度为100％计，所述沟槽的长度各自独立地为90％-96％。
本发明中，所述纺丝喷头在内壁表面设置微米级沟槽，沟槽在纺丝中作为纺丝液的通道，提升产品的取向度；沟槽的长度占纺丝喷头的总长度的90％-96％，从喷丝头内壁的挤出过程中，纺丝液受到的剪切时间更多，利于产品的连续性加工，制备的产品取向度高。
优选地，所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
本发明中，所述入液口与纺丝装置中的进液装置直接相连，例如注射器的注射口。
优选地，所述沟槽的形状为半圆柱形、半椭圆柱形、半长方体形或半正方体形中的任意一种。
优选地，所述单根沟槽的宽度为100-500μm；例如150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm等。
优选的，所述相邻沟槽的槽距为50-100μm；例如60μm、70μm、80μm、90μm等。
本发明中，所述相邻沟槽的槽距指的是：两个沟槽之间的距离，示例性地，左右两侧两根沟槽，以左侧的沟槽为第一沟槽，右侧的沟槽为第二沟槽，第一沟槽最右侧与第二沟槽最左侧的平均距离为相邻沟槽的槽距。
优选地，所述沟槽的最深深度为50-250μm，例如100μm、125μm、150μm、175μm、200μm等。
沟槽的深度越小，纺丝液中的组分取向越好，可将每一个沟槽理解为单孔喷丝板，喷丝板的直径越小，越利于组分取向。同理沟槽的深度越小，其横截面积越小，越利于取向，但是也不宜过小，沟槽的深度过小，取向度提升有限，却增加了加工难度。
优选地，所述沟槽的最宽宽度为100-500μm，例如150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm等。
优选地，所述沟槽为半椭圆柱形时，相邻沟槽的槽距为0-50μm，且不等于0，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm等。半椭圆形沟槽，形状不如其他沟槽的规整，因此需要缩短槽距，不然可能在喷丝头出口处出现碳纳米管带撕裂现象，不能制备连续、均匀碳纳米管带。
槽距是两个沟槽之间的距离。假定沟槽为半圆柱型，槽距为第一个沟槽的右边缘与它右边相邻沟槽左边缘的距离。
优选地，所述沟槽为半圆柱形、半长方体形或半正方体形中的任意一种时，相邻沟槽的槽距为50-100μm，例如55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm等。
优选地，沿着入液端至出液端的方向，所述相邻沟槽之间的距离变窄。
优选地，所述内壁的宽度为0.8-9.8cm，所述内壁的宽度为所述纺丝喷头沿轴向的内壁剖面的最宽宽度，例如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm等。
优选地，所述喷头体的宽度为1-10cm，所述喷头体的宽度为所述纺丝喷头沿轴向的外壁剖面的最宽宽度，例如2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm等。
本发明中，所述喷头体的宽度即为纺丝喷头的宽度，所述宽度是喷头体的最宽宽度，若喷头体的形状是圆柱状，则其宽度指的是直径。
优选地，所述纺丝喷头的长度为10-50cm，例如15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm等。
优选地，所述储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
优选地，所述沟槽的起始处的相距最远的两根沟槽之间的距离为0.8-9.8cm，例如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm等。
本发明中，所述沟槽在起始处可以将整个喷头体均设置有沟槽，也可以设置一部分。
优选地，沿着入液端至出液端的方向，所述相邻沟槽之间的距离变窄。
优选地，所述沟槽的终止处的相距最远的两根沟槽之间的距离为0.5-9.5cm，例如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm等。
第二方面，本发明提供一种纳米材料组装体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将纳米材料、分散剂和水混合分散，形成纳米材料分散液；
(2)将所述纳米材料分散液利用第一方面所述的纺丝喷头进行湿法纺带，得到所述纳米材料组装体。
优选地，步骤(1)中，所述纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、金属的纳米材料或金属氧化物的纳米材料中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：碳纳米管和石墨烯的组合，石墨烯、金属的纳米材料和金属氧化物的纳米材料的组合，碳纳米管、石墨烯、金属的纳米材料和金属氧化物的纳米材料的组合等。
优选地，所述金属的纳米材料包括银纳米线。
优选地，所述金属氧化物的纳米材料包括氧化锌纳米球、氧化锌纳米棒或氧化钛纳米球中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：氧化锌纳米球和氧化锌纳米棒的组合，氧化锌纳米棒和氧化钛纳米球的组合，氧化锌纳米球、氧化锌纳米棒和氧化钛纳米球的组合等。
优选地，所述分散剂包括小分子分散剂和/或聚合物分散剂。
优选地，所述小分子分散剂包括阴离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。
优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、脱氧胆酸钠(SDOC)或十二烷基硫酸钠(SDS)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：SDBS和SDOC的组合，SDOC和SDS的组合，SDBS、SDOC和SDS的组合等。
优选地，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵(C16TMAB)、十六烷基-4-乙烯基吡啶溴盐、乙基-4-乙烯基吡啶盐或4-乙烯基吡啶中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基-4-乙烯基吡啶溴盐的组合，十六烷基-4-乙烯基吡啶溴盐、乙基-4-乙烯基吡啶盐和4-乙烯基吡啶的组合，十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基-4-乙烯基吡啶溴盐、乙基-4-乙烯基吡啶盐和4-乙烯基吡啶的组合等。
优选地，所述聚合物分散剂包括纤维素和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
优选地，所述分散剂在所述纳米材料分散液的质量浓度为0.1％-10％，例如0.2％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。
优选地，所述纳米材料在所述纳米材料分散液的质量浓度为0.6％-1.2％，例如0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％等。
优选地，所述混合分散包括磁力搅拌和均质分散。
优选地，所述磁力搅拌的时间为0.5-1h，例如0.6h、0.7h、0.8h、0.9h等。
优选地，所述均质分散的时间为20-30min，例如22min、24min、26min、28min等。
优选地，所述步骤(2)具体包括：将纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射泵和纺丝喷头注入凝固浴中，再经过后处理和收卷，得到所述纳米材料组装体。
优选地，所述注射泵的注入速率为100-500μL/s，例如150μL/s、200μL/s、220μL/s、230μL/s、240μL/s、250μL/s、260μL/s、270μL/s、280μL/s、290μL/s、300μL/s、350μL/s、400μL/s、450μL/s等。
优选地，所述凝固浴中的液体包括不能溶解或分散相应纳米材料的有机或无机液体。
优选地，所述凝固浴中的液体包括但不限于乙醇、丙醇、异丙醇或水中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙醇和丙醇的组合，丙醇、异丙醇和水的组合，乙醇、丙醇、异丙醇和水的组合等。
优选地，所述凝固浴的时间为0.1-30min，例如5min、10min、15min、20min、25min等。
优选地，所述后处理包括干燥。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将纳米材料、分散剂和水混合，在磁力搅拌下混合0.5-1h后再均质分散20-30min，形成纳米材料分散液；
(2)将第一方面所述纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射速率为100-500μL/s的注射泵和纺丝喷头注入凝固浴中，凝固0.1-30min后，再经过干燥和收卷工艺，得到所述纳米材料组装体。
第三方面，本发明提供一种纳米材料组装体，所述纳米材料组装体由第二方面所述的方法制备得到。
优选地，所述纳米材料组装体的宽度为0.5-9.8cm，例如1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm等。
优选地，所述纳米材料组装体的厚度为2-50μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm等。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体兼具高取向和高强度的优势，所述制备方法简单易操作，可以连续、均匀地制备纳米材料组装体。
附图说明
图1是实施例1-3所述的纺丝喷头的结构示意图；
图2是实施例4-5所述的纺丝喷头的结构示意图；
图3是应用例1所述的制备工艺流程图；
图4是应用例1所述的纳米材料组装体的扫描电镜图；
图5是应用对比例1所述的纳米材料组装体的扫描电镜图
其中，1-入液端；2-储液处；3-喷头体；4-出液端；5-纺丝喷头；6-纳米材料分散液；7-注射泵；8-凝固浴；9-后处理装置；10-纳米材料组装体；11-收卷装置。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种纺丝喷头，其结构示意图如图1所示，所述纺丝喷头沿着长度方向包括依次连接的入液端1、储液处2、喷头体3和出液端4。
所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
所述纺丝喷头的具体参数如下：
纺丝喷头的长度为50cm，宽度为1cm，入液端与出液端宽度一致，内壁的宽度为0.8cm，加工半圆柱形沟槽，沟槽宽度为100μm，沟槽最深深度为50μm，槽距为60μm，沟槽的长度为48cm，储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
实施例2
一种纺丝喷头，其结构示意图如图1所示，所述纺丝喷头沿着长度方向包括依次连接的入液端1、储液处2、喷头体3和出液端4。
所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
所述纺丝喷头的具体参数如下：
纺丝喷头的长度为30cm，宽度为5cm，入液端与出液端宽度一致，内壁的宽度为4.8cm，加工半椭圆形沟槽，沟槽宽度为300μm，沟槽最深深度为100μm，槽距为50μm，沟槽的长度为28cm，储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
实施例3
一种纺丝喷头，其结构示意图如图1所示，所述纺丝喷头沿着长度方向包括依次连接的入液端1、储液处2、喷头体3和出液端4。
所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
所述纺丝喷头的具体参数如下：
纺丝喷头的长度为10cm，宽度为10cm，入液端与出液端宽度一致，内壁的宽度为9.8cm，加工半正方体形沟槽，沟槽宽度为500μm，沟槽最深深度为250μm，槽距为100μm，沟槽的长度为9cm，储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
实施例4
一种纺丝喷头，其结构示意图如图2所示，所述纺丝喷头沿着长度方向包括依次连接的入液端1、储液处2、喷头体3和出液端4。
所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
所述纺丝喷头的具体参数如下：
纺丝喷头的长度为20cm，宽度为10cm，入液端与出液端宽度不一致，入液端宽度(所述沟槽的起始处的相距最远的两根沟槽之间的距离，以下简称入液端宽度)为9.8cm，出液端宽度(所述沟槽的终止处的相距最远的两根沟槽之间的距离，以下简称出液端宽度)为9.5cm，加工半长方体形沟槽，沟槽宽度为400μm，沟槽最深深度为180μm，起始槽距为90μm，沟槽的长度为18cm，储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
实施例5
一种纺丝喷头，其结构示意图如图2所示，所述纺丝喷头沿着长度方向包括依次连接的入液端1、储液处2、喷头体3和出液端4。
所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
所述纺丝喷头的具体参数如下：
纺丝喷头的长度为30cm，宽度为1cm，入液端与出液端宽度不一致，入液端宽度为0.8cm，出液端宽度为0.5cm，加工半圆柱形沟槽，沟槽宽度为200μm，沟槽最深深度为100μm，起始槽距为80μm，沟槽的长度为28cm，储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
对比例1
本对比例提供一种纺丝喷头，所述纺丝喷头未设置沟槽，其余均与实施例1相同。
应用例1
一种纳米材料组装体，其宽度为0.8cm，厚度为5μm，所述纳米材料组装体的制备方法包括如下步骤，其制备流程图如图3所示：
(1)将碳纳米管粉末0.8g、脱氧胆酸钠2.4g加入100mL去离子水中，在磁力搅拌下混合0.5h后再均质分散20min，形成纳米材料分散液6；
(2)将实施例1所述的纺丝喷头5的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵7连接，将纳米材料分散液通过注射速率为50μL/s的注射泵和纺丝喷头注入凝固浴8(异丙醇)中，凝固10min后，再经过后处理装置9和收卷装置11，得到所述纳米材料组装体10。
应用例2
一种纳米材料组装体，其宽度为4.8cm，厚度为10μm，所述纳米材料组装体的制备方法包括如下步骤：
(1)将碳纳米管粉末0.8g、石墨烯0.4g、十二烷基苯磺酸钠3g和7g纤维素(购于阿拉丁化学试剂公司，牌号为MW：70K)加入100mL去离子水中，在磁力搅拌下混合0.8h后再均质分散30min，形成纳米材料分散液；
(2)将实施例2所述的纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射速率为350μL/s的注射泵和纺丝喷头注入凝固浴(质量比为1:3的异丙醇与水)中，凝固10min后，再经过后处理装置和收卷装置，得到所述纳米组装体。
应用例3
一种纳米材料组装体，其宽度为9.8cm，厚度为20μm，所述纳米材料组装体的制备方法包括如下步骤：
(1)将碳纳米管粉末0.4g、石墨烯0.1g、氧化锌纳米棒0.1g和4-乙烯基吡啶0.1g加入100mL去离子水中，在磁力搅拌下混合0.8h后再均质分散30min，形成纳米材料分散液；
(2)将实施例3所述的纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射速率为1500μL/s的注射泵和纺丝喷头注入凝固浴(乙醇)中，凝固10min后，再经过后处理装置和收卷装置，得到所述纳米材料组装体。
应用例4-5和应用对比例1
应用例4-5、应用对比例1与应用例1的区别在于将所述纺丝喷头分别为应用例4-5和对比例1所述的纺丝喷头，其余均与应用例1相同。
性能测试
将应用例1-5和应用对比例1所述的纳米材料组装体进行如下测试：
(1)表面形貌：利用扫描电镜观察；
(2)强度：利用力学试验机表征；
测试结果汇总于图4-5和表1中。
表1
强度
应用例1 420MPa
应用例2 300MPa
应用例3 180MPa
应用例4 240MPa
应用例5 340MPa
应用对比例1 120MPa
分析表1数据可知，本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体的强度较高，在180MPa以上。
分析应用对比例1与应用例1可知，如图4和图5所示，图5(应用对比例1)的碳纳米管排列杂乱无章，呈各向同性；图4(应用例1)碳纳米管沿碳纳米管带的轴向排列，有明显取向；证明本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体具有更高的取向度，强度也更高。
综上，本发明所述纺丝喷头制备的纳米材料组装体兼具高取向和高强度的优势。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (37)

1.一种纺丝喷头，其特征在于，所述纺丝喷头沿着长度方向依次包括入液端、储液处、喷头体和出液端；
所述纺丝喷头的入液端、储液处、喷头体和出液端为一个整体，或，至少分为两部分，按照入液端、储液处、喷头体和出液端的顺序连接；
所述喷头体和出液端的内壁表面设置有至少一根微米级沟槽；
以所述纺丝喷头的总长度为100%计，所述沟槽的长度各自独立地为90%-96%；
所述沟槽的单根宽度为100-500 μm；
所述沟槽的最深深度为50-250 μm；
所述沟槽的最宽宽度为100-500 μm；
所述内壁的宽度为0.8-9.8 cm，所述内壁的宽度为所述纺丝喷头沿轴向的内壁剖面的最宽宽度；
所述喷头体的宽度为1-10 cm，所述喷头体的宽度为所述纺丝喷头沿轴向的外壁剖面的最宽宽度。
2.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述纺丝喷头沿着轴向分为主侧和副侧两部分，所述主侧的入液端设置有入液口，所述副侧的入液端未设置入液口。
3.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽的形状为半圆柱形、半椭圆柱形、半长方体形或半正方体形中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，相邻的所述沟槽的槽距为50-100 μm。
5.根据权利要求3所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽为半椭圆柱形时，相邻沟槽的槽距为0-50 μm，且不等于0。
6.根据权利要求3所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽为半圆柱形、半长方体形或半正方体形中的任意一种时，相邻沟槽的槽距为50-100 μm。
7.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述纺丝喷头的长度为10-50 cm。
8.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述储液处的深度与沟槽的最深深度一致。
9.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述储液处的宽度与喷头体的宽度一致。
10.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽的起始处的相距最远的两根沟槽之间的距离为0.8-9.8 cm。
11.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，沿着入液端至出液端的方向，相邻沟槽之间的距离变窄。
12.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽的终止处的相距最远的两根沟槽之间的距离为0.5-9.5 cm。
13.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽的最深深度为50 μm。
14.根据权利要求1所述的纺丝喷头，其特征在于，所述沟槽的最宽宽度为100 μm。
15.一种纳米材料组装体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米材料、分散剂和水混合分散，形成纳米材料分散液；
（2）将所述纳米材料分散液利用权利要求1-14任一项所述的纺丝喷头进行湿法纺带，得到所述纳米材料组装体。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、金属的纳米材料或金属氧化物的纳米材料中的任意一种或至少两种的组合。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述金属的纳米材料包括银纳米线。
18.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物的纳米材料包括氧化锌纳米球、氧化锌纳米棒、或氧化钛纳米球中的任意一种或至少两种的组合。
19.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括小分子分散剂和/或聚合物分散剂。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述小分子分散剂包括阴离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠或十二烷基硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基-4-乙烯基吡啶溴盐、乙基-4-乙烯基吡啶盐或4-乙烯基吡啶中的任意一种或至少两种的组合。
23.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物分散剂包括纤维素和/或聚乙烯吡咯烷酮。
24.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂在所述纳米材料分散液的质量浓度为0.1%-10%。
25.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述纳米材料在所述纳米材料分散液的质量浓度为0.6%-1.2%。
26.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述混合分散包括磁力搅拌和均质分散。
27.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述磁力搅拌的时间为0.5-1 h。
28.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述均质分散的时间为20-30 min。
29.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括：将纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射泵和纺丝喷头注入凝固浴中，再经过后处理和收卷，得到所述纳米材料组装体。
30.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，所述注射泵的注入速率为100-500μL/s。
31.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，所述凝固浴中的液体包括乙醇、丙醇、异丙醇或水中的任意一种或至少两种的组合。
32.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，所述凝固浴的时间为0.1-30 min。
33.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，所述后处理包括干燥。
34.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米材料、分散剂和水混合，在磁力搅拌下混合0.5-1 h后再均质分散20-30min，形成纳米材料分散液；
（2）将权利要求1-14任一项所述纺丝喷头的入液端与含有纳米材料分散液的注射泵连接，将纳米材料分散液通过注射速率为100-500 μL/s的注射泵和纺丝喷头注入凝固浴中，凝固0.1-30 min后，再经过干燥和收卷工艺，得到所述纳米材料组装体。
35.一种纳米材料组装体，其特征在于，所述纳米材料组装体由权利要求15-34任一项所述的方法制备得到。
36.根据权利要求35所述的纳米材料组装体，其特征在于，所述纳米材料组装体的宽度为0.5-9.8 cm。
37.根据权利要求35所述的纳米材料组装体，其特征在于，所述纳米材料组装体的厚度为2-50 μm。
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