聚合物微纳制造技术.ppt

一、微纳科学与微纳机电系统 ? 微/纳科学：基于机械工程、仪器科学与技术、光学工程、生物医学工程与微电子工程等基础学科的新兴、边缘、交叉、前沿学科； ?微/纳系统的核心：微纳机电系统； ?微机电系统(Micro Electro-Mechanical System, MEMS ) ；纳机电系统(Nano Electro Mechanical System, NEMS )是微米/纳米技术的 重要组成部分; ?微/纳米技术是人类认识和改造微观世界的新起点、新平台； ? MEMS已经在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段 二、典型微纳系统及微纳器件 5.电磁致动微型泵 德国THINXXS 三、聚合物微纳制造技术 聚合物微纳系统是最具应用前景的微纳机电系统之一： ? 一维微纳制造：微流控芯片、导光板、纳米薄膜、微 纳过滤材料、微纳复合材料及器件等； ? 二维微纳制造：纳米纤维、纳米中空纤维、纳米管等； ? 三维微纳制造：微泵、微换热器、微型减速器、微型蒸 发器、微型接插件等。 1. 微注塑技术 微注塑产品的应用 在微驱动器、微传感器、微机器人及微型卫星等微器件。 微机械制件：电动齿轮控制器、多纤维柱塞、微垫圈、辊子、微热交换器(Micro heat excharger)、微齿轮(Microgear)和齿轮机架、注模相互连接设备(MIDs)、电子零件、表芯、微机电组件、微模片泵(Micro diaphragm pump)、液体分离器(fluid splitter) 微型光学制件如光学透镜、光学纤维元件等、DVD塑料基层、导光板(Lightguide Plate) 微执行器如微开关(Micro switch)等 医疗用微导管、微浓度测量仪、生物芯片(Lab-on-a-chip)、微混合器(Micro mixer)、小型药用过滤器、人造器官等 螺杆式微注塑机 柱塞式微注塑机 螺杆柱塞混合式微注塑机 香港理工大学微系统中心 国外微注塑成型机规格比较表 微注塑模具制造技术 Layer Multiplier Microlayer technology that makes it possible to coextrude film and coatings of standard overall thickness but with vastly more layers than is achievable in ordinary processing. The technology is based on a patented “layer multiplier” system developed by The Dow Chemical Company and licensed from Dow by EDI. 32层阻隔膜结构 EVOH /粘结层 ——32 层 凝胶包覆 74层阻隔材料 四、聚合物微纳制造技术研究应用展望 1. 推动微纳科学的研究 包括：微电子学、微机械学、微光学、微动力学、微流体学、微热力学、材料学、物理学、化学和生物学等广泛学科领域； 推动材料、设计、制造、控制、能源、测试、集成、封装等技术领域的科技进步。 2. 经济效益显著 微机电系统在美、欧、日等发达国家已经形成了一个新兴产业，仅美国微机电系统2005年的商业产值预计可达650亿美元。以控制汽车安全气囊展开的微加速度计为例，估计未来几年内，由分立元件构成的传统加速度计将全部被微加速度计所代替。 如：传统加速度计的单件成本超过50美元，而基于MEMS技术的同类微加速度计的单件成本仅为5到10美元。相比之下，微加速度计更小、更轻、更可靠，功能更趋于完善。我国微/纳米系统的发展方兴未艾，潜力巨大。 3.国防和航空航天需求 微型加速度计、微型陀螺、微型惯性测量组合(MIMU)等惯性器件在航行器、机动车等姿态测控、制导等； 微型飞机( UAV)在未来战争中日益显示出特殊地位，成为最具发展潜力的现代作战武器之一; 微型喷射技术可以有效地实现导弹、卫星等航空航天飞行器的飞行姿态控制和调整.在领海内布撒微型传感器形成动态监测网络系统，可以监测敌船活动； 在核研究领域，核材料的用量和配比必须精确把握，微量泵、微型传感器等可发挥重要作用，还可用MEMS技术制作引信和开关等。 电纺丝技术是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场中的喷射作用制备