基于基板速度调节的纳米纤维直径控制方法及控制装置

摘要

本发明提供了一种基于基板速度调节的纳米纤维直径控制方法，包括：(1)使高分子溶液从喷嘴中拉出形成纳米纤维；(2)通过控制运动控制卡使基板运动；(3)使用带有显微镜头的高速相机实时采集沉积在基板上的纳米纤维形貌图像；(4)实时计算出纳米纤维的直径；(5)将纳米纤维直径与预先设定的设定直径进行比较得到偏差，采用控制算法使得纳米纤维稳定在设定直径处。本发明从影响纳米纤维的主要因素之一基板速度来实现闭环控制，以稳定纳米纤维直径，解决了现有纳米静电喷印技术中纳米纤维直径因外界参数影响而不稳定的缺陷。本发明还同时提供了一种基于基板速度调节的纳米纤维直径控制装置。

主权项

一种基于基板速度调节的纳米纤维直径控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在具有流量稳定的高分子溶液供给的情况下，通过将直流高压电源产生的高压加至喷嘴和基板之间形成静电力，使高分子溶液在喷嘴末端突破高分子溶液本身的粘滞力和空气阻力，从喷嘴中喷出形成纳米纤维，并沉积在基板上；(2)当从喷嘴末端喷出的纳米纤维状态稳定时，通过控制运动控制卡使基板运动；(3)采用光纤光源照射基板，并使用带有显微镜头的高速相机实时采集沉积在基板上的纳米纤维形貌图像；(4)将高速相机采集的纳米纤维形貌图像通过图像采集卡处理后传送到实时处理控制器，并在实时处理控制器中进行图像处理，实时计算出纳米纤维的直径；(5)将步骤(4)计算出的纳米纤维直径与预先设定的设定直径进行比较得到偏差，以所述偏差为控制量，通过采用控制算法实时对基板速度进行调节，从而使得纳米纤维稳定在设定直径处。