在纳米纤维形成时捕获实时数据使得静电纺丝更加经济实惠

静电纺丝是一种纳米纤维制造方法，可以生产各种成分的纳米至微米直径的陶瓷，聚合物和金属纤维，用于广泛的应用：组织工程，过滤，燃料电池和锂电池。这些材料具有独特的性质，因为它们具有高纵横比的形态和大的表面积。

然而，它们的发展主要是通过反复试验，使其难以在工业环境中可靠地再现。这一挑战源于对过程中潜在动态的不了解，其涉及10个以上的控制参数。

美国能源部(DOE)阿贡国家实验室利用其独特的功能构建数据库，将静电纺丝机参数与纳米纤维特性相关联，从而消除静电纺丝的猜测。该套件将允许公司以最快的速度设计针对特定应用进行优化的材料，同时还可以在生产车间实现实时反馈和控制。

先进的静电纺丝设备是Argonne先进制造科学和工程的一部分，旨在通过开发平台技术来加速材料开发和制造过程，并增加了最先进的计算和诊断系统。这种组合使预测科学能够减少昂贵的试错原型。该项目由Argonne的制造实验室指导研究和开发(LDRD)计划资助。

Argonne在推动静电纺丝技术方面处于独特地位，因为它结合了材料开发和放大的专业知识，以及高级光子源(APS)，美国能源部科学用户设施办公室和国家最高级别的独特诊断功能。能量同步加速器X射线源。

由Argonne材料科学家Yuepeng Zhang领导的研究人员正在APS的12 ID-B光束线上进行原位X射线测量。测量结果捕获纳米纤维在处理过程中形成和变化的实时结构，物理和化学信息，促进与处理参数(例如，电压，工作距离和前体粘度)的相关性。

张说：“这些测量首次提供了对纺纱和退火工艺的系统理解，以控制和提高产品性能。”

下一步是将X射线数据输入到在Argonne的高性能计算设备上运行的机器学习算法中。这些计算将进一步优化速度，减少材料缺陷，预测新特性并消除昂贵的试错原型。

静电纺丝能力还可以适用于卷对卷制造工艺(其涉及在两个移动的材料卷之间转移时连续处理柔性基板)以加速商业化并降低成本。Argonne通过生产用于储能应用的大面积LLZO固态电解质，展示了卷对卷概念及其首次应用。

工业界可以与Argonne的专家合作，为现有材料开发静电纺丝工艺，以及合作开发新的或新兴的(复合材料)材料和设计，包括放大。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

新的研究将癌症抑制蛋白与细胞触角联系起来