据国外网站报道,由纳米纤维制成的网格具有广泛的潜在应用,包括人体组织,水质过滤,太阳能电池,甚至是防弹衣。然而,由于制造效率较低,纳米纤维的商业化受到了极大的阻碍。
在最新一期的《纳米技术》上,麻省理工学院的研究人员介绍了一种生产纳米纤维网格的新型设备。该设备在保证高生产效率的同时,显着提高了对纤维直径的控制,这对于大多数应用十分重要。
该设备之前需要安装气封无尘室,经过复杂的过程被刻到硅里面,而新设备则只需使用3500美元的商用3-D打印机。因此,这项工作对于纳米纤维的制造而言,不仅更加可靠,而且更加便宜。新装置由一组小型管道组成,含有聚合物的液体将通过该管道注入。这就是所谓的微流体装置。
麻省理工大学教授兼作者Luis 认为,在未来不会有人在无尘室内做微流体实验,因为这没有任何的意义。3D打印可以选择更好的材料,得到人们真正想要的结构,将纳米纤维做的更好。而使用无尘室,则通常会牺牲一些对尺寸的控制,且价格非常昂贵。纳米纤维可用于对比表面积要求极高的领域,例如需要暴露于阳光下的太阳能电池,或者在表面进行催化反应的燃料电池电极。
Luis 还表示,除了成本原因和灵活的设计之外,3D打印的另一个优点是能够快速测试和修改设计。此外,使用微加工设备,从理论建模到发表论文通常需要两年时间,在此期间,他和他的同事们会在基本设计上测试两三个变量。使用新设备,在一年时间可以进行70次迭代的设计。