[发明专利]一种大高度微纳结构的三维熔融静电打印方法

摘要

一种大高度微纳结构的三维熔融静电打印方法，先在计算机上编制出控制平台移动的程序，选择用于填充的含有导电介质溶液和熔融静电打印材料，并将其分别装入含多个喷头的熔融静电打印装置的注射器中,然后选择熔融静电打印参数，通过熔融静电打印得到设定厚度的三维微纳结构，将含导电介质溶液填充进三维微纳结构，利用温度交联和化学交联的方法使其成胶，使得熔融静电打印接收平台升高，将熔融打印喷头与接收平台之间的距离调高一个胶体的厚度，如此反复，直到三维微纳结构的高度达到所需高度，实现熔融静电打印大高度的三维微纳结构，本发明克服传统熔融静电打印工艺中电场随高度升高而衰减的缺点，可广泛应用于微纳米器件、组织工程等领域。

主权项

1.一种大高度微纳结构的三维熔融静电打印方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据想要打印的复杂图案或三维模型在计算机上编制出控制移动平台的程序；2)配置含导电介质溶液，含导电介质溶液质量浓度介于1～20％之间；3)选取熔融静电打印材料，熔融静电打印材料包括聚己内酯、聚乳酸、聚丙烯、聚乳酸‑羟基乙酸共聚物、乙烯/聚乙烯醇共聚物、尼龙系列聚合物的具有极性基团的高聚物，根据材料的熔点不同，确定电加热圈或水油浴循环的加热温度，电加热圈温度范围在40～500℃之间，油浴循环温度范围在40～200℃之间，水浴循环温度范围在40～100℃之间；4)将步骤2)配制的含导电介质溶液和步骤3)选取的熔融静电打印材料分别装入含多个喷头的熔融静电打印装置的注射器中,其中溶液打印喷头用于将步骤2)中配置的含导电介质溶液以挤出的方式打印，熔融打印喷头用于将步骤3)选取的熔融静电打印材料以熔融静电打印的方式打印；5)根据所需要纤维的线宽，线宽尺寸在1～100μm之间，从而确定移动平台的移动速度：1～300mm/s、熔融打印喷头的型号：100～1000μm,以及高精密注射泵流量：5～1000uL/h，熔融静电打印喷头接正电压，移动平台上的接收平台接地，调整熔融打印喷头与接收平台之间的距离：0.5～10mm之间，打开高压电源，调整电压至需要幅值：0.1～20Kv；6)将控制移动平台的程序输入主机，程序通过控制模块控制运动平台和熔融静电打印喷头实现层层堆积得到0.1～2mm的三维微纳结构；7)待完成单次打印的三维微纳结构后，程序自动将熔融静电打印喷头切换到溶液打印喷头，溶液打印喷头将步骤2)中的含导电介质溶液以挤出的方式填充进步骤6)中所得的三维微纳结构中，溶液填充高度稍微低于三维微纳结构的高度，利用温度交联或者化学交联的方法使含导电介质溶液成胶，含有导电离子的盐溶液则不用进行交联处理，形成新的接收平台，程序自动将熔融打印喷头与接收平台之间的距离调高一个胶体的厚度：0.1～2mm；8)根据控制移动平台的程序，自动重复步骤6)和步骤7)，直到三维微纳结构的高度达到所需高度，得到三维微纳结构与电介质溶液以及水凝胶的复合结构；9)通过清洗、改变温度或化学反应方式去除步骤8得到的复合结构内部的电介质溶液或水凝胶，得到大高度微纳结构。