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微结构表面在液体自运输和快速蒸发应用中潜力巨大,但传统热塑性材料加工受限。本文采用挤出成型结合定制模具,连续制备高密度聚乙烯微沟槽纤维(MGF),通过模具出口旋转实现左/右旋沟槽,并利用三维螺旋缠绕设备制造宏观弹簧结构。实验表明MGF蒸发速率是光滑纤维的4倍和Cool-max的2倍,同时通过润湿调控实现液体定向流动。该方法环保、低成本,为纤维微流控系统开发提供新路径。
微结构表面因其广泛的应用潜力而受到越来越多的关注。然而,如何使用简便、低成本且环保的方法连续制造基于热塑性塑料的微结构表面仍然是一个挑战。本文借助挤出成型技术和精心设计的模具,成功连续制备了基于高密度聚乙烯(HDPE)的微沟槽纤维(MGF)。从理论上讲,由于熔融挤出法的连续制造特性,可以高效地制备出特征尺寸小至几微米的无限长MGF。有趣的是,通过在模具出口处施加扭转,可以生产出左旋和右旋的微沟槽,其螺旋角度各不相同;此外,通过自行设计的三维螺旋缠绕装置,还可以进一步加工出宏观上的MGF弹簧结构。通过调节纤维的润湿性,MGF能够在预定义的路径上实现液体的自主传输。另外,MGF织物具有快速蒸发的特性,其蒸发速率是光滑织物(SMF)的约4倍,是市面上最流行的快干织物(如Cool-max织物)的2倍。本研究提出了一种简便且环保的方法,用于连续制备低成本、柔性的MGF,为基于热塑性塑料的微流体系统的发展开辟了新的途径,符合“功能性加工”的理念。

微结构表面因其广泛的应用潜力而受到越来越多的关注。然而,如何使用简便、低成本且环保的方法连续制造基于热塑性塑料的微结构表面仍然是一个挑战。本文借助挤出成型技术和精心设计的模具,成功连续制备了基于高密度聚乙烯(HDPE)的微沟槽纤维(MGF)。从理论上讲,由于熔融挤出法的连续制造特性,可以高效地制备出特征尺寸小至几微米的无限长MGF。有趣的是,通过在模具出口处施加扭转,可以生产出左旋和右旋的微沟槽,其螺旋角度各不相同;此外,通过自行设计的三维螺旋缠绕装置,还可以进一步加工出宏观上的MGF弹簧结构。通过调节纤维的润湿性,MGF能够在预定义的路径上实现液体的自主传输。另外,MGF织物具有快速蒸发的特性,其蒸发速率是光滑织物(SMF)的约4倍,是市面上最流行的快干织物(如Cool-max织物)的2倍。本研究提出了一种简便且环保的方法,用于连续制备低成本、柔性的MGF,为基于热塑性塑料的微流体系统的发展开辟了新的途径,符合“功能性加工”的理念。

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