吹气辅助电纺丝的制作方法

本发明主要涉及电纺丝、尤其涉及吹气辅助电纺丝。

背景技术：

电纺丝是使用电动力来拉伸聚合物溶液或聚合物熔体的带电的线的纤维生产方法。这些线的直径总体上在几百纳米的数量级上。当对导电流体、例如纺丝溶液施加外部静电场时，形成悬浮的锥形液滴(被称为泰勒锥)。在电纺丝中，纺丝溶液从喷嘴的尖端被泵送并且暴露于静电场，由此形成泰勒锥。

当静电场足够强到能克服液体的表面张力时，发生电纺丝。然后液滴变得不稳定，并且从液滴表面喷射出微小射流。喷射的射流由于电源在喷嘴尖端与收集器之间的提供的并且被施加到纺丝溶液液滴的静电场而可以被收集器吸收。当微小射流到达收集器时，在收集器上收集到亚微米大小细纤维的互连网。

电纺丝具有许多工业和医学应用。例如，电纺丝用于生产生物膜，例如用于固定化酶和催化剂体系的底物。作为另一个实例，电纺丝用于生产伤口敷料、人造血管、气溶胶过滤器和衣物膜，以针对环境因素和战场威胁提供保护。与用于生产纳米纤维的其他方法相比，电纺丝可以是相对更具成本效益且可行的。然而，电纺丝还伴随着一些挑战，比如生产速度低、对较小纤维大小而言生产吞吐量较低、以及喷嘴结垢，这可能妨碍电纺丝方法用于实验室和工业应用的纳米纤维大规模生产。因此，本领域需要以更高的吞吐率和更低的结垢量来制造纳米大小纤维的电纺丝方法。

技术实现要素：

在一个一般方面，本发明涉及一种用于制造纳米纤维制品的方法。该方法包括：通过将聚合物溶解在溶剂中来制备纺丝溶液；将该溶剂的蒸气流与加压气体流以预定比率进行混合以获得加压溶剂/气体流；并且将该纺丝溶液通过双壁喷嘴的内管给送。另外，该方法包括：同时将该加压溶剂/气体流通过该双壁喷嘴的外管给送，其中该内管共轴地布置在该外管内。此外，该方法包括：在该双壁喷嘴的尖端与收集器之间施加电场，其中，该双壁喷嘴固定在该收集器前方；将该纺丝溶液和该加压溶剂/气体流同时从该双壁喷嘴排出；并且在该收集器上产生纳米纤维制品。

上述一般方面可以包括以下特征中的一个或多个。在一个实例中，该双壁喷嘴的内管从该双壁喷嘴的外管的尖端延伸了在-10至10mm范围内的距离。在另一个实例中，在该外管与该内管之间存在气隙，该气隙的宽度范围为0.1至10mm之间。在一些情况下，该电场包括范围在10与100kv之间的电位差。另外，在一个实现方式中，该聚合物选自由以下组成的基团：聚酰亚胺、聚酰胺6(pa6)和6,6(pa6,6)、透明质酸(ha)、聚芳酰胺、聚丙烯腈(pan)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯胺(pani)、聚环氧乙烷(peo)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯醇(pva)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚(乳酸)(pla)、聚氨酯(pu)、聚硅氧烷或硅酮、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚丙烯酰胺(pam)、聚乙交酯(pga)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(plga)、聚交酯、聚(丙烯酸)、聚丁烯、多硫化物、环状聚烯烃、及其组合。该溶剂可以选自由以下组成的组：甲酸、n-二甲基甲酰胺(dmf)、水、氯仿、二甲基乙酰胺(dmac)、乙醇、四氢呋喃(thf)、丙酮、2-丙醇、乙酸、及其组合。在另一个实例中，该聚合物在该溶剂中的浓度的范围在5％w/v与40％w/v之间。在一些实现方式中，该混合后的溶剂蒸气与加压气体流的压力范围可以在100与2000mbar之间。在一个实例中，该纺丝溶液以10毫升/小时与100毫升/小时之间的速率从该双壁喷嘴排出。在另一个实例中，该方法还可以包括旋转该喷嘴使得该喷嘴朝向该收集器定向。

在另一个一般方面，本披露涉及一种用于制造纳米纤维制品的设备。所述设备包括至少第一双壁喷嘴，该第一双壁喷嘴包括共轴地布置在外管内的内管；以及被配置用于接收纳米纤维的收集器。此外，该设备包括电源，该电源被配置用于在该喷嘴的尖端与该收集器之间产生电场。

上述一般方面可以包括以下特征中的一个或多个。该内管可以包括伸出尖端，在一些情况下，该伸出尖端从该外管的尖端向远侧向外延伸。在另一个实例中，该内管与第一注入管线处于流体连通，通过该第一注入管线来注入由聚合物熔体或聚合物溶液组成的纺丝溶液。另外，在一些实现方式中，该外管与第二注入管线处于流体连通，通过该第二注入管线来注入溶剂蒸气流与加压气体流的混合物。在一些其他实现方式中，该聚合物选自由以下组成的基团：聚酰亚胺、聚酰胺6和6,6、透明质酸(ha)、聚芳酰胺、聚丙烯腈(pan)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯胺(pani)、聚环氧乙烷(peo)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯醇(pva)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚(乳酸)(pla)、聚氨酯(pu)、聚硅氧烷或硅酮、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚丙烯酰胺(pam)、聚乙交酯(pga)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(plga)、聚交酯、聚(丙烯酸)、聚丁烯、多硫化物、环状聚烯烃、及其组合。在一个实例中，该设备进一步包括喷嘴固持器，其中，该第一双壁喷嘴安装在该喷嘴固持器上，并且该喷嘴固持器被配置成准许该第一双壁喷嘴相对于该收集器旋转。在另一个实例中，该设备还包括被配置用于供应压缩气体的压缩气体生成系统；以及被配置用于保存并加热溶剂的溶剂蒸气生成系统。在一些情况下，该压缩气体生成系统与该溶剂蒸气生成系统处于流体连通。另外，该设备可以包括压力调节系统，该压力调节系统被配置用于调节由该溶剂蒸气生成系统产生的溶剂/气体流的压力；以及被配置用于通过该第一双壁喷嘴来注入纺丝溶液的溶液注入系统。此外，在一个实现方式中，该设备进一步包括第二双壁喷嘴。

通过研究以下附图和详细描述，这些实现方式的其他系统、方法、特征以及优点将是或将变得是本领域普通技术人员清楚的。旨在将所有此类额外的系统、方法、特征以及优点包含在本说明和本发明内容中、在这些实现方式的范围内、并且由本发明权利要求所保护。

附图说明

附图仅以实例而非限制的方式描绘了根据本发明的教导内容的一个或多个实现方式。在附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元素。

图1展示了用于由聚合物熔体或聚合物溶液制造纳米纤维制品的方法的实现方式；

图2展示了纳米纤维制造设备的实现方式的示意性设计；

图3展示了喷嘴固持器的实现方式的示意图；

图4展示了用于吹气辅助电纺丝的设备的实现方式的示意图；

图5展示了喷嘴固持器系统的实现方式；

图6展示了双壁喷嘴的实现方式的截面前视图；

图7a是通过吹气辅助电纺丝工艺的实现方式制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像；

图7b是通过吹气辅助电纺丝工艺的实现方式制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像；并且

图7c是通过吹气辅助电纺丝工艺的实现方式制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像。

具体实施方式

在以下的详细说明中，以实例的方式阐述了许多特定的细节以提供对相关传授内容的完全理解。然而，应了解的是，可以在没有这些细节的情况下实践本传授内容。在其他情形下，已经以相对高的程度、但并非详细地描述了众所周知的方法、过程、部件和/或电路，以避免不必要地模糊本教导内容的各方面。呈现以下详细描述是为了使得本领域技术人员能够制造和利用本披露的示例性实施例中披露的方法和设备。出于解释的目的，阐述了具体的术语以提供对本披露的透彻理解。然而，本领域技术人员应了解的是，实践所披露的示例性实施例不需要这些特定细节。仅提供对特定的示例性实施例的描述来作为代表性实例。对示例性实现方式的各种修改将是本领域技术人员容易了解的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，在此定义的一般原理可以应用于其他实现方式和应用。本披露不仅仅限于所示的实现方式，而是与符合在此发明的原理和特征的最宽的可能范围相一致。

如在此将讨论的，披露了涉及通过高吞吐量的吹气辅助电纺丝工艺来由聚合物溶液或熔体制造纳米纤维制品的系统和方法。这些系统和方法可以包括施加两个外部电动力和机械力以在纺丝过程中实现相对高的吞吐量。在电纺丝工艺中，通过在喷嘴尖端与收集器之间施加静电场来提供外部电动力。然而，在下面将描述的吹气辅助电纺丝工艺中，除了外部电动力之外，气体与溶剂蒸气的混合物流提供了可以帮助剪切和拖拽流体射流的外部机械力。吹气辅助电纺丝工艺提供了显著的益处，包括但不限于一致地且高吞吐量地生产较小纤维大小、以及喷嘴尖端处的结垢量减少。

现在参照图1，以流程图展示了用于由聚合物熔体或聚合物溶液制造纳米纤维制品的方法100。在一些实现方式中，方法100利用包括双壁喷嘴的设备，该双壁喷嘴固定在收集器前方，其中在该双壁喷嘴的尖端与该收集器之间施加电场。在一个实现方式中，该双壁喷嘴包括共轴地布置在外管内的内管。

如图1所示，方法100包括第一步骤101：通过将聚合物溶解在溶剂中来制备纺丝溶液；以及第二步骤102：将该溶剂的蒸气流与加压气体流混合以获得加压溶剂/气体流。另外，方法100包括第三步骤103：将该纺丝溶液通过双壁喷嘴的内管给送；以及第四步骤104：同时将该加压溶剂/气体流通过双壁喷嘴的外管给送。同时将该加压溶剂/气体流通过该双壁喷嘴的外管给送可以提供辅助外部电动力对流体射流进行剪切和拖拽的机械力。另外，与压缩或加压气体混合的溶剂可以帮助使喷嘴尖端处的聚合物结垢最小化。

为了提供关于该系统的更多细节，图2示出了可以被配置为与图1的方法100一起使用的吹气辅助电纺丝系统200的示意图。在图2中，吹气辅助电纺丝系统200包括喷嘴201和收集器206。此外，可以理解的是，在喷嘴201的尖端203与收集器206之间施加电场。可以使用电源204来施加电场。

在不同的实现方式中，喷嘴201可以是可以包括内管204的双壁喷嘴，该内管共轴地布置在外管205内部或之内。根据一个实现方式，喷嘴201的内管204可以与第一注入管线处于流体连通，可以通过该第一注入管线来注入纺丝溶液、比如聚合物熔体或聚合物溶液。作为实例，注入的聚合物溶液可以是聚合物在溶剂中的溶液，其浓度约为5％与40％，该溶液可以以大致10至100毫升/小时的速率给送穿过喷嘴201的内管204。

另外，在一些实现方式中，喷嘴201的外管205可以与第二注入管线处于流体连通，可以通过该第二注入管线来注入溶剂蒸气流与加压气体流的混合物。该溶剂蒸气流可以与加压气体流以预定比率来混合以获得加压溶剂/气体流。在一个实例中，该加压溶剂/气体流的压力的范围可以为约100至2000mbar。

在不同的实现方式中，可以使用多种多样的聚合物来制备纺丝溶液。例如，聚酰亚胺、聚酰胺6和6,6、透明质酸(ha)、聚芳酰胺、聚丙烯腈(pan)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯胺(pani)、聚环氧乙烷(peo)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯醇(pva)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚(乳酸)(pla)、聚氨酯(pu)、聚硅氧烷或硅酮、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚己内酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚丙烯酰胺(pam)、聚乙交酯(pga)、聚(丙交酯-共-乙交酯)(plga)、聚交酯、聚(丙烯酸)、聚丁烯、多硫化物、环状聚烯烃、或其组合。

另外，在一些实现方式中，可以使用多种多样的液体作为溶剂。例如，甲酸、n-二甲基甲酰胺(dmf)、水、氯仿、二甲基乙酰胺(dmac)、乙醇、四氢呋喃(thf)、丙酮、2-丙醇、乙酸、或其组合。作为实例，该溶剂可以具有浓度范围为5％至40％(wt)、粘度范围为100至100000cp、表面张力范围为20至75mn/m、电导率范围为1至30ms/cm、和/或介电常数范围为15至90。

再次参照图2，在一个实现方式中，该纺丝溶液可以从内管204排出，并且该加压溶剂/气体流可以同时从外管205排出。随着该纺丝溶液和该加压溶剂/气体流从喷嘴尖端203排出，形成多条射流并且响应于电场施加的电动力和该加压溶剂/气体流施加的机械力的组合而被拉向收集器206。该多条射流接着作为纳米纤维被收集在收集器206上。在一些实现方式中，所收集的纳米纤维可以呈网的形式，但是在一些其他情况下，这些纳米纤维可以形成垫或其他相对内聚的结构。

进一步参照图2，根据一个实现方式，喷嘴201可以相对于收集器206布置并定向成使得喷嘴201位于收集器206前方。因此，在一些实现方式中，由加压溶剂/气体流引起的力和由电场引起的力处于基本上相同的方向，并且从喷嘴尖端203排出的纺丝溶液流直接射向收集器206。替代性地，根据另一个实现方式，喷嘴201可以相对于收集器206布置并定向成使得由加压溶剂/气体流引起的力和由电场引起的力处于不同的方向。因此，从喷嘴尖端203排出的纺丝溶液流间接射向收集器206。

此外，根据一些实现方式，收集器206可以包括不同的形状和多种不同的大小、并且可以由多种不同的传导材料构成。例如，在一个实现方式中，收集器206可以包括圆柱形形状、并且可以进一步被配置用于围绕其纵向轴线旋转以将纳米纤维收集成网。收集器206吸收纳米纤维是由于连接至喷嘴尖端203和收集器206的电源204产生的电场。在一个实例中，电源204的电极之一可以连接至喷嘴尖端203，并且电源204的另一个电极可以连接至收集器206。在一个实现方式中，电源204的正电极可以连接至喷嘴尖端203，并且电源204的负电极可以连接至收集器206。

现在参照图3，展示了喷嘴固持器300的实现方式，该喷嘴固持器可以用于吹气辅助电纺丝系统中、比如吹气辅助电纺丝系统200中。根据一些实现方式，喷嘴固持器300可以具有至少两个自由度。例如，喷嘴固持器300可以包括平移自由度和旋转自由度。在其他实现方式中，喷嘴固持器300可以具有额外的自由度。

在一些实现方式中，喷嘴201可以安装在喷嘴固持器300上。喷嘴固持器300可以被配置成利于喷嘴201相对于收集器206的定位。出于本发明的目的，定位可以包括改变喷嘴201距收集器206的距离、和/或改变喷嘴201朝向收集器206定向所成的角度。在一个实现方式中，喷嘴固持器300被配置成允许喷嘴201沿一个或多个方向旋转，以将喷嘴201相对于收集器206以多个希望的取向来布置。此类布置可以允许从喷嘴尖端203排出的流体直接或间接射向收集器206。

进一步参照图3，在一个实现方式中，喷嘴固持器300可以包括安装构件301。在一些实现方式中，安装构件301可以包括基本上圆柱形的三维形状，喷嘴201安装在该形状上，或喷嘴201附接至该形状上。然而，在其他实现方式中，安装构件301可以包括其他长形的规则或不规则三维形状。此外，安装构件301可以被配置用于围绕旋转轴线302旋转。这种旋转可以沿旋转路径、比如旋转路径303来改变喷嘴201相对于收集器206的取向，该旋转路径具有希望的角度309(图3)。在一些实现方式中，可以利用角度调节机构来将安装构件301旋转至特定角度。该角度调节机构可以包括铰链304，其中，铰链304的近端附接至安装构件301上，并且铰链304的远端附接至在弯曲凹槽306内滑动的滑动铰链305上。在一个实现方式中，使滑动铰链305在弯曲凹槽306内移动可以促使安装构件301围绕轴线302旋转、并且由此使喷嘴201沿着旋转路径303以多个不同的希望角度来旋转。

另外，如上所述，喷嘴固持器300可以包括至少一个平移自由度。该平移自由度可以允许调节喷嘴固持器300，例如喷嘴尖端203与收集器206之间的水平距离307和/或竖直距离308(图3所示)。在一个实现方式中，可以将水平距离307调整为在大致10与70mm之间，并且可以将竖直距离308调节为在大致10与80mm之间。在一些实现方式中，可以通过使用安装构件301来将喷嘴201朝向收集器206定向，使它们成希望的角度309，该角度的范围在0与90°之间。

为了向读者提供额外的细节，图4示出了根据本披露的一个或多个实现方式的吹气辅助电纺丝系统400的示意图。在一些实现方式中，吹气辅助电纺丝系统400可以被理解为包括与关于图2所描述的吹气辅助电纺丝系统200基本上相似的特征，但是在其他实现方式中，可以省略一些部件或方面。

参照图4，在一个实现方式中，吹气辅助电纺丝系统400包括压缩气体生成系统401、溶剂蒸气生成系统402、压力调节系统403、以及溶液注入系统404。另外，在一些实现方式中，吹气辅助电纺丝系统400包括喷嘴405(可以与图2的喷嘴201基本上相似)、收集器406(可以与图2的收集器206基本上相似)、和/或电源407(可以与图2的电源204基本上相似)。

在不同的实现方式中，压缩气体生成系统401可以包括例如气体压缩系统，该气体压缩系统提供具有预定压力的经压缩气体流。此外，在一些实现方式中，溶剂蒸气生成系统402可以包括用于保存溶剂的储箱408、以及加热元件409，该加热元件用于加热溶剂以产生处于希望压力和温度下的溶剂蒸气流。在一个实现方式中，压缩气体生成系统401可以与溶剂蒸气生成系统402处于流体连通，以将由压缩气体生成系统401产生的气体流与由溶剂蒸气生成系统402产生的溶剂蒸气流混合。

根据一个实现方式，溶剂蒸气生成系统402可以进一步包括反馈系统(图4中未明确示出)，该反馈系统可以被配置用于调节溶剂蒸气流与气体流的混合比率，以获得具有预定组成的加压溶剂/气体流。作为一个实例，该反馈系统可以被配置用于操纵或调节溶剂蒸气生成系统402的加热元件409的温度，以控制待与气体流混合的溶剂蒸气流的量和压力。

在一些实现方式中，接着可以通过压力调节系统403来进一步调节由溶剂蒸气生成系统402提供的加压溶剂/气体流的压力，然后用喷嘴405来注入该加压溶剂/气体流。

进一步参照图4，在一个实现方式中，溶液注入系统404可以被配置用于通过喷嘴405来注入纺丝溶液。作为实例，溶液注入系统404可以包括正排量泵。根据一些实现方式，喷嘴405可以与图2的喷嘴201基本上相似，并且喷嘴405可以类似地包括与外管共轴地布置的内管。在此类情况下，溶剂蒸气生成系统402提供的加压溶剂/气体流可以从喷嘴405的外管排出，并且溶液注入系统404提供的纺丝溶液可以从喷嘴405的内管排出。

如图5所示，在不同的实现方式中，可以使用双壁喷嘴500作为图2中标识的喷嘴201的一种实现方式。在图5中，喷嘴固持器可以被理解为固持多个喷嘴，其中每个喷嘴连接至相应的溶液注入单元上。

在一些实现方式中，双壁喷嘴500可以包括可以用作溶液喷嘴的内管502、以及可以用作溶剂/气体喷嘴的外管503。在一个实现方式中，可以使用针固位螺母504来固位内管502并且提供密封机构来帮助防止溶液从内管502泄露出。在一些实现方式中，可以进一步使用过滤垫505来过滤流经外管503的溶剂/气体流。在一个实现方式中，加压溶剂/气体流可以从外管503上的开口506进入喷嘴500中。

进一步参照图5，在一些实现方式中，双壁喷嘴500可以进一步包括以下特征中的一个或多个特征。例如，在一个实现方式中，内管502可以包括伸出尖端508，该伸出尖端可以从外管503的尖端延伸了在-10至10mm范围内的距离。在一个实现方式中，伸出尖端508从外管503的顶部向远侧向外延伸。另外，在一个实现方式中，双壁喷嘴500在外管503内部设置有气隙509，气隙509可以优选地在0.1至10mm的范围内，但是在其他实现方式中，气隙的大小可以更大或更小。气隙509可以限定加压溶剂/气体流的排出表面。内管502从外管503的尖端延伸的益处包括但不限于允许加压溶剂/气体流中的溶剂蒸气来接触内管502的尖端，由此溶解并扫除可能阻塞内管502的可能聚合物结垢。

图6展示了具有安装在喷嘴固持器602上的多个双壁喷嘴601的吹气辅助电纺丝系统的实现方式。在一个实现方式中，该多个双壁喷嘴601中的每个双壁喷嘴可以与喷嘴201基本上相似。根据一个实现方式，喷嘴固持器602可以具有与图3的喷嘴固持器300基本上相似的结构。然而，在一些实现方式中，安装构件301在该结构中可以是纵向长形的，以允许将该多个双壁喷嘴601沿着安装构件301的长度进行安装。

另外，在一些实现方式中，喷嘴固持器602的自由度也可以基本上类似于所描述的图3的喷嘴固持器300的自由度。换言之，在一个实现方式中，喷嘴固持器602允许将该多个双壁喷嘴601相对于收集器603定位，该收集器可以基本上类似于图2的收集器206。将该多个双壁喷嘴601安装在喷嘴固持器602上可以促使通过使用一个单一的吹气辅助电纺丝系统而增大吞吐量。

参照图4和图6，在一个实现方式中，该多个双壁喷嘴601可以与溶液注入系统、比如溶液注入系统404处于流体连通。这可以促进将纺丝溶液引入喷嘴中。在一些实现方式中，纺丝溶液可以包括基本上相等的压力以及速度。作为实例，溶液注入系统404可以包括多个正排量泵604，这些正排量泵各自可以独立地与相应的双壁喷嘴601处于流体连通。这个特征允许操作者基本上完全控制该多个双壁喷嘴601中的每个喷嘴的排出溶液的压力和速度。

在一些实现方式中，加压溶剂蒸气/气体流可以通过该多个双壁喷嘴601中的每一个来单独给送。根据另一个实现方式，加压溶剂蒸气/气体流可以被送到歧管605、并且接着分布在该多个双壁喷嘴601中。

实例1

在以下实例中，为了由聚合物溶液来制造纳米纤维制品，用图4的吹气辅助电纺丝系统400来实施图1的方法100。关于方法100的第一步骤101，制备聚丙烯腈(pan)在二甲基甲酰胺(dmf)中的、浓度为大致12％(w/v)的聚合物溶液以及dmf蒸气与加压空气的混合物。为了完成方法100的第二步骤102，利用喷嘴、比如图5的双壁喷嘴500。

参照图5，在该实例中使用的双壁喷嘴500具有内管、比如内管502，以及外管、比如外管503。作为该实例的溶液喷嘴所选择的内管具有大致1mm的内径并且从喷嘴外管的尖端延伸了大致3mm的距离。此外，在外管和内管之间存在约3mm的气隙，以形成气隙(类似于气隙509)。此外，提供收集器、比如收集器202(参见图3)并且将其定位在喷嘴201前方。将水平距离307和竖直距离308两者均设定为大致50cm，并且将角度309设定为大致60度。

参照图4，为了完成方法100的后续第三步骤103，使用电源、比如图4的电源407来在喷嘴405与收集器406之间提供静电场。将电源407的提供大致+40kv电压的正电极连接至喷嘴405上，并且将电源407的提供大致-40kv电压的负电极连接至收集器406上。此外，为了完成方法100的第四步骤104，将关于方法100的第一步骤101描述的聚合物溶液泵送到喷嘴502，其方式为使得该溶液以大致80毫升/小时的速率射出。同时，将根据方法100的第一步骤101提供的蒸气与加压空气的混合物以大致400mbar的压力泵送至外管503。

图7a示出了通过如上文在实例1中所描述的吹气辅助电纺丝工艺制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像。

实例2

在以下实例中，为了由聚合物溶液来制造纳米纤维制品，通过使用图4的吹气辅助电纺丝系统400来实施图1的方法100。按照方法100的第一步骤101，提供聚酰胺6,6在甲酸中的、浓度为大致12％的聚合物溶液、以及甲酸蒸气与加压空气的混合物。为了完成方法100的第二步骤102，利用喷嘴、比如图5的双壁喷嘴500。

再次参照图5，在该实例中使用的双壁喷嘴500具有内管、比如内管502，以及外管、比如外管503。作为该实例的溶液喷嘴所选择的内管具有大致1mm的内径并且从喷嘴外管的尖端延伸了大致3mm的距离。此外，在外管和内管之间存在约3mm的气隙(参见气隙509)。

接下来参照图3，提供收集器、比如收集器202并将其定位在喷嘴201前方。将水平距离307和竖直距离308两者均设定为大致50cm，并且将角度309设定为大致60度。

为了完成方法100的第三步骤103，使用电源、比如图4的电源407来在喷嘴405与收集器406之间提供静电场。将电源407的提供大致+40kv电压的正电极连接至喷嘴405上，并且将电源407的提供大致-40kv电压的负电极连接至收集器406上。关于方法100的第四步骤104，将在方法100的第一步骤101中提供的聚合物溶液泵送到喷嘴502，使得该溶液以大致80毫升/小时的速率射出。同时，将根据方法100的第一步骤101提供的蒸气与加压空气的混合物以大致400mbar的压力泵送至外管503。

图7b示出了通过如上文在实例2中所描述的吹气辅助电纺丝工艺制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像。

实例3

在以下实例中，为了由聚合物溶液来制造纳米纤维制品，用上文关于图4所描述的吹气辅助电纺丝系统400来实施图1的方法100。按照方法100的第一步骤101，提供聚乙烯醇(pva)在二甲基甲酰胺(dmf)溶剂中的、浓度为大致10％(w/v)的聚合物溶液以及dmf蒸气与加压空气的混合物。为了完成方法100的第二步骤102，利用喷嘴、比如图5的双壁喷嘴500。

参照图5，在该实例中使用的双壁喷嘴500具有内管、比如内管502，以及外管、比如外管503。作为该实例的溶液喷嘴所选择的内管具有1mm的内径并且从喷嘴外管的尖端延伸了大致3mm的距离。此外，在外管与内管之间存在约3mm的气隙(比如图5中的气隙509)。接下来参照图3，提供收集器、比如收集器202并将其定位在喷嘴201前方。将水平距离307和竖直距离308两者均设定为大致50cm，并且将角度309设定为大致60度。

关于方法100的后续第三步骤103，使用电源、比如图4的电源407来在喷嘴405与收集器406之间提供静电场。将电源407的提供大致+40kv电压的正电极连接至喷嘴405上，并且将电源407的提供大致-40kv电压的负电极连接至收集器406上。此外，为了完成方法100的第四步骤104，将在方法100的第一步骤101中提供的聚合物溶液泵送到喷嘴502，使得该溶液以大致80毫升/小时的速率射出。同时，将根据方法100的第一步骤101提供的蒸气与加压空气的混合物以大致400mbar的压力泵送至外管503。

图7c示出了通过如上文在实例3中所描述的吹气辅助电纺丝工艺制造的纳米纤维制品的扫描电子显微镜(sem)图像。

虽然前面已经描述了被认为是最佳模式和/或其他实例的内容，但是应理解的是，可以在其中进行各种修改，并且在此发明的主题可以以各种形式和实例来实现，并且本教导内容可以应用于许多应用中，这里仅描述了其中的一些应用。以下权利要求旨在要求保护落入本教导内容的真正范围内的任何和所有应用、修改以及变化。

除非另有说明，在本说明书(包括所附权利要求书)中阐述的所有测量值、数值、等级、位置、量级、大小以及其他规格都是近似的，而不是精确的。它们旨在具有与它们涉及的功能和它们所属领域中的习惯用法相一致的合理范围。

保护范围仅由以下权利要求的限制。该范围旨在且应当被解释为与权利要求中使用的语言在根据本说明书和在之后的诉讼历史中进行解释时的普通含义一样宽、并且包含所有结构和功能上的等同物。尽管如此，这些权利要求中没有一项旨在涵盖无法满足专利法案第101、102或103节要求的主题，也不应以这样的方式进行解释。特此放弃对此类主题的任何无意的包含。

除非上文刚刚所述，否则任何已陈述或说明的内容均无意或不应被解释为致使任何部件、步骤、特征、目的、益处、优点、或等同物变成公有，无论其是否在权利要求中被叙述。

应理解的是，除非本文另有说明的具体含义，否则这里使用的术语和表达具有这些术语和表达关于其相应的各自调查和研究领域所被赋予的普通含义。比如第一和第二等关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列元素的过程、方法、制品或设备不仅包含那些元素，还可以包含未明确列出的或者为此类过程、方法、制品或设备所固有的其他元素。在没有进一步限制的情况下，前面带有“一”或“一个”的元素不排除在包括该元素的过程、方法、制品或设备中存在另外的相同元素。

提供本发明的摘要是允许读者快速地获得本技术发明内容的性质。应当理解的是，它们不用于说明或限制权利要求的范围或含义。此外，在前面的具体实施方式中可以看出，多个不同的特征在多个不同的实现方式中被组合在一起。这是出于简化本发明的目的、并且不应被解释为反映下述意图：所要求保护的实现方式需要比在每项权利要求中明确叙述的特征更多的特征。而是，如以下权利要求所反映的，创造性的主题在于少于披露的单一实现方式的所有特征。因此，以下权利要求被并入具体实施方式中，其中每项权利要求自身成为单独要求保护的主题。

虽然已经描述了多个不同的实现方式，但是该描述旨在是示例性而非限制性的，并且本领域普通技术人员应了解的是，在这些实现方式的范围内的更多实现方式是可能的。虽然在附图中示出了并且在具体实施方式中讨论了许多可能的特征组合，但是所披露的特征的许多其他组合是可能的。除非特别限制，否则任何实现方式的任何特征都可以与任何其他实现方式中的任何其他特征或元素组合使用或替代它们。因此，应理解的是，本发明中示出和/或讨论的任何特征都可以以任何合适的组合来一起实施。相应地，除了根据所附权利要求及其等同物之外，实现方式不受其他限制。而且，可以在所附权利要求的范围内进行各种修改和改变。