NIR驱动MWCNT修饰的超滑PI光热响应膜表面液滴定向输运

目的制备多壁碳纳米管(MWCNT)修饰的超滑聚酰亚胺(PI)光热响应膜表面,实现近红外光(NIR)驱动液滴定向输运。方法基于静电纺丝结合喷涂法制备MWCNT修饰的超滑PI光热响应膜表面,分别通过扫描电子显微镜、接触角测量仪、红外热成像仪表征样品的微观形貌、润湿特性及光热特性,分析液滴大小与润滑油黏度对液滴定向输运的影响规律,研究NIR驱动液滴在MWCNT修饰的超滑PI光热响应膜表面定向输运的作用机理。结果 MWCNT修饰PI膜表面的疏水性提高,液滴静态接触角从115°增大至160°。NIR连续照射MWCNT修饰的超滑PI光热响应膜表面90 s,表面温度的最大上升速率为42.6℃/s,表面最大温度达到123.6℃。通过NIR照射超滑PI纳米纤维膜表面,表面局部温度上升,产生润湿梯度力,驱动液滴在表面定向输运。液滴定向输运与润湿梯度力及粘滞阻力有关。超滑PI光热响应膜表面的润滑油黏度相同时,液滴体积越小,粘滞阻力越小,液滴定向输运的速度越快。5mL液滴在润滑油黏度为0.65 mm^(2)/s的超滑PI光热响应膜表面的运动速度最大,运动速度为1.64mm/s。液滴体积相同时,超滑PI光热响应膜表面的润滑油黏度越大,液滴受到的润湿梯度力越小。5mL液滴在润滑油黏度为100 mm^(2)/s的超滑PI光热响应膜表面的润湿梯度力F_(wet-grad)最小,润湿梯度力为6.39×10^(-6)N。结论 MWCNT修饰的超滑PI光热响应膜表面具有良好的光热效应,NIR可精准驱动单液滴及多液滴在表面的定向输运。

新型Janus膜的制备及其膜蒸馏性能研究

针对传统的静电纺丝纳米纤维膜(ESNM)容易被污染且存在机械稳定性低和膜通量不高的问题,采用静电纺丝和层层组装的方法制备了一种一侧呈超疏水性、另一侧呈亲水性的不对称结构蒸馏膜(Janus膜),其中超疏水层由表面包覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)的SiO_(2)微球堆叠而成,其接触角为151°;亲水层由偏聚氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)溶液静电纺丝出的纳米纤维组成,其接触角为17°。拉伸实验结果表明,该Janus膜在弹性范围内能承受的最大负荷是未进行表面改性的PVDF膜的3.6倍。直接接触式膜蒸馏实验(DCMD)结果表明,Janus膜的膜通量为29.9 L/(m^(2)·h),截留率为99.9%。

3D封装中硅通孔的电-热-结构耦合分析

本文利用有限元分析软件对3D集成芯片中不同形状的硅通孔(TSV)结构进行电–热–结构耦合分析。研究结果表明:圆环形TSV的应力水平远小于圆柱形和圆锥形TSV。在相同激励电压下,减小TSV直径、增大TSV高度、减小SiO_(2)厚度均可提高TSV的可靠性。对圆环形TSV进行正交实验发现,TSV的直径和中间介质对最高温度、最大应力影响程度较大。在单层TSV阵列中,当中心间距较小时,圆环形TSV出现应力叠加现象,应力叠加水平受中心间距与排列方式的影响。