本實用新型涉及納米纖維領域，跟準確的說涉及一種氣泡靜電紡絲裝置。

背景技術：

納米纖維憑借其優(yōu)良特性，在過濾，生物組織工程，增強材料，傳感器等領域均有廣泛的應用，而如何進一步地提高納米纖維的性能是研究的重點。判斷納米纖維性能的依據(jù)主要包括其纖維取向性和均一性，通過提高納米纖維的取向性和均一性，可以進一步提高納米纖維的力學性能。現(xiàn)在制備納米纖維普遍使用靜電紡絲技術，靜電紡絲技術是一種利用靜電力使聚合物溶液或熔體產(chǎn)生射流并最終固化為納米纖維的技術。靜電紡絲技術的原理是使聚合物溶液或熔體形成表面彎曲的液滴、液柱膜、氣泡、火山口狀隆起等，然后利用靜電力作用從曲面頂端噴出射流，射流在電場力、表面張力等作用下飛向負極板，期間被拉伸細化，同時溶劑蒸發(fā)，射流固化為納米纖維并最終沉積在接受板上，形成納米纖維氈。由靜電紡絲技術獲得的納米纖維直徑從數(shù)十納米到數(shù)微米不等。但是由于靜電紡絲過程中存在不穩(wěn)定的鞭動射流，并且由于靜電紡絲高速射絲，固化成纖的特點，制備出的納米纖維大都以無紡布的形式無規(guī)則堆積，納米纖維取向性差，均一性低，從而導致制備出的納米纖維力學性能較差?，F(xiàn)有的靜電紡絲技術還存在紡絲效率低的問題。為了能夠更加快速地制備出取向性高，纖維均一性好的納米纖維，使其應用于生物醫(yī)學，增強材料，導電材料，碳納米管等更多領域，是相關領域技術人員的重要課題，在近年來也產(chǎn)生了一些新技術。氣泡靜電紡絲技術是一種新興的納米纖維制備技術，其通過在溶液中形成氣泡，并使氣泡在接收裝置上破裂來制備納米纖維。相比傳統(tǒng)的靜電紡絲技術，氣泡靜電紡絲技術具有紡絲速度快，纖維均一性好，納米纖維直徑小等優(yōu)勢，但是現(xiàn)有的氣泡靜電紡絲技術還存在氣泡破裂不均勻，射流范圍大，浪費原料等問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種氣泡靜電紡絲裝置，所述氣泡靜電紡絲裝置包括一供氣組件，一供電組件、一出泡組件和一接受組件，所述出泡組件還包括一螺線管，所述供電組件為所述螺線管供電形成通電螺線管，螺線管的頂部，納米纖維溶液向上噴出的氣泡做切割磁感線運動，洛倫茲力引導納米纖維減少彎曲運動路徑，向上運動到平行電極上最終以較為有序方式沉積在平行極板上，纖維具有較佳的均一性和取向性。

根據(jù)本實用新型的目的提出的一種氣泡靜電紡絲裝置，包括：

一供氣組件，所述供氣組件包括一氣泵和一導氣管；

一出泡組件，所述出泡組件通過所述導氣管與所述氣泵導氣連接；

一供電組件，所述供電組件與所述出泡組件電連接；以及

一接受組件，所述接受組件包括多個平行設置的平行電極。

優(yōu)選地，所述出泡組件包括一儲液槽、一圓管、一漏斗狀噴氣管以及纏繞所述圓管的金屬銅絲，所述圓管軸線垂直地設置于所述儲液槽中，所述漏斗狀噴氣管呈倒扣狀設置于所述圓管底部，且所述漏斗狀噴氣管通過所述導氣管與所述氣泵導氣連接，所述金屬銅絲與所述供電組件電連接。

優(yōu)選地，所述漏斗狀噴氣管底部具有一通氣口，所述漏斗狀噴氣管的頂部具有一噴氣口，且所述漏斗狀噴氣管通過所述通氣口與所述導氣管導氣連接，所述氣泵排出的氣體經(jīng)所述導氣管傳導至至所述通氣口。

優(yōu)選地，所述供電組件包括一高壓電源和一導線，所述高壓電源通過所述導線與所述金屬銅絲電連接，且通過控制所述高壓電源的開啟與關閉，可以控制所述金屬銅絲的通斷電狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述圓管采用金屬銅制成。

優(yōu)選地，所述氣泵為電動氣泵。

優(yōu)選地，所述出泡組件還包括一隔板，所述隔板上開設有多個小孔，所述隔板設置于所述圓管內部，且所述隔板位于所述噴氣口的上方，所述噴射口的下方。

優(yōu)選地，所述隔板上的所述小孔尺寸可調。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型公開的一種氣泡靜電紡絲裝置的優(yōu)點是：圓管內部的倒扣漏斗，能夠有效防止溶液回流，節(jié)約原料成本，且不斷的向上吹出空氣細流使在管的頂部產(chǎn)生微小氣泡，增強了氣泡的穩(wěn)定性，在施加高電源的情況下纖維能夠向上噴薄而出。與泡破裂的大氣泡相比，有效減少納米纖維上附著的液滴。大大提高紡絲效果，使纖維形貌更均勻更清晰。圓管的四周纏有金屬銅絲，等同于通電螺線管，在通電情況下與金屬銅芯形成加強磁場，使所噴出的納米纖維向上運動時因切割磁感線所受的洛倫茲力，減少了納米纖維的彎曲路徑，使纖維豎直向上運動，有助于在接受裝置上沉積成平行納米纖維。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖1所示為本實用新型的一種氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖。

如圖2所示為本實用新型的一種氣泡靜電紡絲裝置金屬圓管的一種變體的結構示意圖。

如圖3所示為本實用新型的一種氣泡靜電紡絲裝置金屬圓管的一種變體中隔板的結構示意圖

具體實施方式

如圖1所示為本實用新型的一種氣泡靜電紡絲裝置的結構示意圖。所述七寶靜電紡絲裝置包括一供氣組件10、一出泡組件20、一供電組件30以及一接受組件40。所述供氣組件10包括一氣泵11和一導氣管12，且所述氣泵11通過所述導氣管12與所述出泡組件20連接，所述氣泵11為所述出泡組件20供氣。所述氣泵11可以選用手動氣泵，電動氣泵或者數(shù)字調控式氣泵等，可以根據(jù)不同需求進行選用。為了能夠更好地控制所述氣泡靜電紡絲裝置的出泡過程，所述氣泵11優(yōu)選為可智能調控的氣泵。所述接受組件40包括多個平行設置的平行電極，能夠最大限度地收集納米纖維，同時對于提高納米纖維的取向性也有較佳的作用。

所述出泡組件20包括一儲液槽21、一圓管22、一漏斗狀噴氣管23以及纏繞所述圓管22的金屬銅絲24。所述圓管22軸線垂直地設置于所述儲液槽21中，所述漏斗狀噴氣管23設置于所述圓管22底部且所述漏斗狀噴氣管23呈倒扣狀設置于所述圓管22底部，且所述圓管22優(yōu)選采用金屬銅制成。所述圓管具有一噴射口221。所述漏斗狀噴氣管23底部具有一通氣口231，所述漏斗狀噴氣管23的頂部具有一噴氣口232，且所述漏斗狀噴氣管23通過所述通氣口231與所述導氣管12連接，所述氣泵11排出的氣體經(jīng)所述導氣管12傳導至所述通氣口231，再由所述漏斗狀噴氣管23頂部的所述噴氣口232排入所述圓管22。當所述圓管22中的噴絲溶液液面漫過所述漏斗狀噴氣管23時，所述漏斗狀噴氣管23頂部的噴氣口232排除的氣體在噴絲溶液中形成氣泡，氣泡沿所述圓管22的軸線方向上升。在所述圓管22內部設置所述漏斗狀噴氣管23，能夠有效防止噴絲溶液回流，從而節(jié)約制備納米纖維的物料成本。所述漏斗狀噴氣管23頂部的所述噴氣口232產(chǎn)生氣泡體積較小，氣泡的體積越小越穩(wěn)定，并且體積較小的氣泡在破裂時射流范圍較小，相較于體積較大的氣泡，較小的氣泡制備出的納米纖維均一性更好。

所述金屬銅絲24纏繞于所述圓管22，所述金屬銅絲24與所述供電組件30連接。所述供電組件30包括一高壓電源31和一導線32，且所述高壓電源31通過所述導線32與所述金屬銅絲24連接，為所述金屬銅絲24供電，且通過控制所述高壓電源31的開啟與關閉，可以控制所述金屬銅絲24的通斷電狀態(tài)。當所述金屬銅絲24通電時，纏繞在所述圓管22上的金屬銅絲24即形成通電螺線管，同時所述圓管22由金屬銅制成，所述金屬銅絲24與所述圓管22結合產(chǎn)生加強磁場，在所述圓管22的頂部，從所述噴射口221噴射出的納米纖維在向上方運動時切割磁感線會受到洛倫茲力的作用，從而噴射出的納米纖維在向上運動過程中能夠減少路徑彎曲，即噴射出的納米纖維運動方向大致相同，當所述納米纖維到達所述接收裝置40時，能夠沉積為平行納米纖維，即形成取向性較佳的納米纖維。

所述氣泡靜電紡絲裝置的使用方式如下：首先，在所述儲液槽21中倒入噴絲溶液，啟動所述氣泵11，調節(jié)所述氣泵11，使所述漏斗狀噴氣管23頂部的噴氣口232吹出微小氣泡，隨后啟動所述高壓電源31，所述高壓電源為所述金屬銅絲24供電，纏繞在所述圓管22上的金屬銅絲24與所述圓管22組成通電螺線管產(chǎn)生加強磁場，在所述圓管22的所述噴射口221處氣泡破裂，破裂產(chǎn)生的納米纖維在向所述接受組件40運動的過程中切割磁感線，納米纖維在洛倫茲力的作用下減小路徑彎曲，最終以有序的方式沉積在所述接受組件40上，形成均一性、取向性較佳的納米纖維。

如圖2所示為所述氣泡靜電紡絲裝置的所述圓管22的一種變體的結構示意圖。所述圓管22中加裝一隔板25，所述隔板25的結構如圖3所示，可見所述隔板25上開設有多個小孔251。所述隔板25設置于所述圓管22內部，且所述隔板25位于所述噴氣口232的上方，所述噴射口221的下方。所述噴氣口232處形成的氣泡經(jīng)過所述隔板25之后，一部分氣泡會在所述小孔251的作用下進一步分裂，形成體積更小的氣泡，氣泡更加穩(wěn)定，能夠進一步提高制備出的納米纖維的均一性。更進一步的，所述隔板25可以根據(jù)需要進行更換，改變所述小孔251的孔徑，以適用于不同的生產(chǎn)要求。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。