一维纳米结构具有大的比表面积、特殊的光学、电学、磁学性能,已经成为当今世界材料科学研究的热点。其中聚合物纳米纤维材料由于其良好的柔韧性,引起了人们高度的研究兴趣。静电场纺丝是制备各种纳米纤维材料的一种常用方法,纤维的直径一般从几纳米到几微米。然而传统静电纺丝制备的纳米纤维大多呈无序状态,限制了其应用范围。因此本文提出了一种有序静电场纺丝技术-近场纺丝,制备了多种聚合物微/纳米纤维图案,并基于制备的聚合物纤维制作了多种微/纳器件,如聚偏二氟乙烯(PVDF)纤维压电执行器、聚苯胺(PANI)静电执行器和微/纳流体通道。其主要内容包括以下几个方面:1.提出了一种有序静电场纺丝技术-近场纺丝,并用来直接、连续、可控地沉积聚合物微/纳米纤维。近场纺丝中,将喷丝头与收集器间的距离减小到几毫米,从而得到稳定的聚合物射流,以实现有序的微/纳米纤维沉积。通过一个可编程的X-Y平台来控制收集器的运动轨迹和运动速度,制备了各种聚氧化乙烯(PEO)、PVDF和PANI微/纳米纤维图案。采用电子扫描显微镜(SEM)对制备的微/纳米纤维的形貌进行了分析表征,并讨论了电纺参数对纤维直径的影响。这种技术使得静电纺丝成为直接写微/纳米制造技术的一种潜在工具,从而应用于各种微/纳米器件的制造,如发电机、传感器、执行器、微/纳流体器件等。2.电纺聚合物微/纳米纤维在执行器方面的应用。(1)研究了直接写的两端固定、悬空的PVDF纤维的压电驱动性能。近电纺丝技术中的实时电极化过程赋予了PVDF纤维良好的压电性能。试验中,在应用的电场下PVDF纤维既产生压电响应,也产生静电响应,采用双层电极结构削弱了静电作用对测试结果的影响。近场纺丝制备的PVDF纤维压电系数d33的平均值为-57.6pm/V,约为文献中报道的PVDF薄膜的2倍。(2)基于电纺的PANI纳米纤维,制作了悬臂梁结构的静电执行器,并测试了PANI悬臂梁在静电力作用下的位移。当应用的电压为270V时,PANI悬臂梁自由端的位移为1.2μm。3.电纺聚合物纤维在微/纳流体通道制备技术方面的应用。采用近场纺丝沉积在硅基底上的PVDF和PEO微/纳米纤维图案作为模板,在PDMS上制备了微/纳流体通道。由于近场纺丝工艺具有高度的控制性,因此根据不同的应用需要,可以制备各种图案的流体通道。基于近场纺丝技术,制备了平行的流体通道阵列、交叉相连的通道网络、‘Cal’、‘A’和‘O’通道图案,并在SEM下观测了流体通道的截面,在荧光显微镜下测试了通道的连通性。