纤维因其优异的拉伸性、透气性和高孔隙率而在诸多领域具有广泛的应用前景。人们已经开发出许多方法来使用各种材料来生产合成纤维,其中,静电纺丝是一种广泛使用且有效的生产微纳米级纤维(纤维直径范围从 2 纳米到几微米)的方法[5]。除静电纺丝外,大多数其他传统的纤维生产方法,如湿纺和干纺、拖曳纺丝、凝胶纺丝和三维 (3D) 打印,都仅依靠机械拉伸或剪切应力来拉伸和变细纤维射流;因此,它们通常很难在不导致纤维断裂的情况下生产出纤维直径小于 10 毫米的超薄纤维[6]。静电纺丝利用强静电力将聚合物溶液或熔体拉伸成细射流,最终形成微/纳米纤维沉积。这种现象最早在一个多世纪前被发现和描述 [ 7 ],但直到 20 世纪初,“静电纺丝”一词才正式提出 [ 8 ]。从那时起,关于这种用途广泛且简单的纤维生产技术的研究一直在显着增长 [ 9 ]。随着材料科学和纳米技术的最新发展,新材料已与静电纺丝技术相结合,例如导电材料、能量产生材料以及生物相容性和生物活性材料。利用这些新材料功能化的电纺微/纳米纤维不仅保留了超薄纤维的物理优点,例如高长宽比、柔韧性、方向性和高孔隙率,而且还开辟了新颖的纤维和纺织设备配置和应用。例如,压电聚合物的使用使一系列本质上灵活和透明的能量收集器和自供电传感器成为可能[10,11]。用聚合物和金属或陶瓷制成的复合材料纤维在新型传感和光电设备中显示出良好的应用潜力[12,13]。同时,这些新兴应用要求对电纺纤维的形貌和图案进行更精确、更方便和定制化的控制。因此,人们努力改进和调整静电纺丝装置和工作条件,并将纤维纺丝与其他先进加工技术(如 3D 打印和微流体)相结合。本章旨在全面描述静电纺丝的最新创新和技术进步。为了让不熟悉静电纺丝的读者有效地阅读本章,我们在开头简要介绍了静电纺丝的物理原理和基本装置设计,然后讨论了
空气•带电颗粒/微生物的静电沉淀。因此,静电过滤器由两个单独的部分构建:•电离部分•收集/沉淀部分。在第一阶段粒子和微生物中'(即细菌,孢子,酵母)充电发生在电离部分,通过产生正阳性或负电晕放电的电极。在第二阶段中,在一组平行的电动电荷收集板上,在收集部分中发生了先前带电的颗粒和微生物的静电沉淀。这些板之间生成的电场捕获颗粒并将其捕获在收集板的表面上。与板的接触会导致任何微生物的立即破坏,并避免在细菌裂解时释放内毒素,就像机械过滤器所发生的那样。
David R. Jovel是南部地区教育委员会和国家研究生委员会的工程和科学学位(GEM)研究生学位的国家联盟(GEM)研究生,致力于博士学位。在佐治亚理工学院航空航天工程学院的高功率电气推进实验室。他赢得了学士学位2012年在德克萨斯大学奥斯汀大学的航空航天工程中,并继续在NASA Goddard太空飞行中心,轨道ATK,Intelsat和Aersospace Corporation等组织中担任各种技术角色。他的主要研究重点是真空室对霍尔效应推进器性能和稳定性的电气设施影响的表征。其他研究兴趣包括射频离子推进器,高功率电推进设备的热管理和非平衡等离子体。
历史证据表明,静电放电 (ESD) 可能导致数据中心的可靠性问题。低湿度允许并增强静电电荷在隔离导体和绝缘材料上的积累,这可能会增加 ESD 引起的设备故障风险。除了增强电荷积累和增加保持电荷的能力之外,低湿度还会由于对火花产生的影响而增加放电期间的电流。高湿度可能有助于最大限度地减少 ESD 事件并降低其严重程度,但会显著增加能源消耗成本以及与操作环境变化相关的其他考虑因素。ASHRAE 1499-RP 下的这项研究项目确定了不同温度和湿度水平下 ESD 导致设备故障的风险之间的相关性。该研究为以下问题提供了答案:降低数据中心的湿度是否会显著增加 ESD 相关损坏或错误的风险?需要实施哪些额外措施来抵消任何显著的风险增加?
这个问题并不新鲜。美国联邦航空管理局 (FAA) 于 1973 年颁布了适航指令 (AD)(适用于所有 Bendix S-20、S-200、S-600 和 S-1200 系列磁电机),要求强制遵守 Bendix 服务公告第 560A 号。该指令要求在设备累计飞行时间达到 2,000 小时之前更换旋转磁铁和点火线圈。但是,在上述例子中,飞机(主要用于运动和休闲飞行)仅累计飞行了 1,295 小时。由于利用率低,即使磁电机已使用超过 35 年,也没有强制要求对其进行改造。
顾名思义,悬臂梁 MEMS 开关是一种由机械位移控制的电开关。它由两个主要部分组成:底座和悬臂梁(图 1)[1]。悬臂梁由导电材料制成(或其一部分,取决于设计),通常是铝。底座上沉积有一层导电材料层。在设备的这两个导电部分之间施加电压后,形成一个有限平行板电容器 [2, 3],由于电容器板之间的静电吸引力 [4, 5],悬臂梁开始向底座弯曲。悬臂梁以弹性反作用力 [6] 作出反应,并在两个力抵消的位置停止。在某个电压(驱动电压)[7–10] 下,力之间的平衡变得不稳定,悬臂梁在底座上坍塌 [11],从而建立电容器板之间的接触并闭合电路。在该模型中,认为下电极上没有沉积介电层(因此极化电荷可以忽略不计 [12])。新的理论模型考虑了有限平行板电容器中的边缘效应。将理论上获得的驱动电压与计算机模拟的 MEMS 设备驱动电压进行了比较。
静电掺杂旨在用超薄 MOS 结构中栅极诱导的自由电子/空穴电荷取代施主/受主掺杂剂种类。高掺杂的 N + /P + 端子和虚拟 PN 结可以在未掺杂层中模拟,从而促进具有丰富功能的创新可重构设备。其独特优点是载流子浓度和极性(即静电掺杂)可通过栅极偏置进行调整。在介绍基础知识之后,我们将回顾采用新兴或成熟技术(纳米线、纳米管、2D 材料、FD-SOI)制造的静电掺杂设备系列。通过强调与传统物理二极管的区别,讨论了 Hocus Pocus 二极管的多个方面。静电掺杂产生了许多具有出色记忆性和锐切换能力的频带调制设备。详细描述了其概念、内在机制和典型应用。
可以使用XEP数据采集软件直接从可访问的信号通道中读取直流悬臂偏转信号。可以通过将信号发送到锁定放大器来读取悬臂偏转信号的交流部分,该放大器可以以ω频率读取信号的部分,或以2Ω频率读取信号的部分。一起,这三个信号可用于获取有关样品电气特性的信息。例如,电容在方程式中以电容与尖端间距的比率为c/d。如果Z反馈回路保持尖端到样本距离恒定,则C/D与电容成正比。ω信号是上面公式(2)中标记的术语(b)的系数,包含C/D和表面电势的贡献。假设V DC和V AC是已知的,您仍然无法将电容的贡献和对测量ω信号的表面电势分开。然而,2Ω信号是上面标记(c)的术语的系数,仅包括电容的贡献。因此,2Ω信号可用于使Ω信号归一化,从而隔离表面电势的贡献。