阿贡国家实验室托纳·昆兹著 电纺纤维具有较高的表面积与体积之比，这有利于催化剂等表面反应应用，与本体纤维相比，电纺纤维具有更好的机械性能，使其不易发生机械故障
学分:阿尔贡国家实验室 静电纺丝是一种纳米纤维制造方法，可以生产纳米至微米直径的陶瓷、聚合物和各种成分的金属纤维，用于广泛的应用领域:组织工程、过滤、燃料电池和锂电池
这些材料由于其高纵横比的形态和大的表面积而具有独特的性质
然而，它们的发展主要是通过反复试验，使得在工业环境中很难可靠地复制
这一挑战源于对过程中的潜在动态缺乏了解，这涉及10多个控制参数
美国
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美国能源部阿贡国家实验室利用其独特的一套能力，建立了一个数据库，将静电纺丝机参数与纳米纤维特性联系起来，从而消除了对静电纺丝的猜测
该套件将允许公司以最高速度设计针对特定应用而优化的材料，同时还可以在生产现场进行实时反馈和控制
先进的静电纺丝设备是阿尔贡先进制造科学和工程努力的一部分，旨在通过开发平台技术和先进的计算和诊断系统来加速材料开发和制造过程
这种结合使得预测科学能够减少昂贵的试错原型制作
该项目由阿尔贡的制造实验室指导的研发(LDRD)项目资助
阿尔贡在推进静电纺丝技术方面处于独特的地位，因为它结合了材料开发和放大方面的专业知识，以及先进光子源(APS)的独特诊断能力，APS是美国能源部科学用户设施办公室和美国最高能量的同步加速器X射线源。
研究人员在阿尔贡材料科学家张的带领下，正在APS的12 ID-B束线处进行原位X射线测量
当纳米纤维在加工过程中形成和变化时，测量从纳米纤维中捕获实时结构、物理和化学信息，便于与加工参数(例如
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电压、工作距离和前体粘度)
张说，“这些测量首次提供了对纺丝和退火过程的系统理解，从而控制和提高了产品性能
" 下一步是将x光数据输入运行在阿尔贡高性能计算设备上的机器学习算法
这些计算将进一步优化速度，减少材料缺陷，预测新的性能，并消除昂贵的试错原型
静电纺丝能力还可适用于卷对卷制造工艺(包括在两个移动的材料卷之间传送柔性基材时对其进行连续处理)，以加速商业化并降低成本
阿贡正在展示卷对卷概念及其首次应用，生产用于储能应用的大面积LLZO固态电解质
工业界可以与阿尔贡的专家合作，为他们现有的材料开发静电纺丝工艺，并在新的或新兴的(复合)材料和设计上进行合作，包括扩大规模
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