纳米纤维由于其超高的比表面积和卓越的力学、电学和化学特性在传感、生物医药、能源等领域有着广泛的应用前景和强劲的市场需求。静电纺丝是目前批量化制备纳米纤维的最重要方法之一,针对现有电纺方法存在的如多针尖多管孔电纺技术射流间相互影响,针尖管孔易堵塞;依靠特殊形状电极以及液面扰动的自由液面电纺则存在电极钝化和纤维形貌差异大等缺点,论文提出非接触式棒诱导电纺方法:采用接地诱导棒在聚合物液面近空间移动,强电场作用下靠近诱导棒的液面上出现大量微细射流,诱导棒移开后射流经过拉伸、鞭动和挥发,在接地收集板上收集到大量纳米纤维。论文围绕非接触诱导电纺基本工艺规律、流体运动机理与行为分析以及非接触诱导电纺装备开发与验证等开展研究,为大规模非接触式电纺装备开发奠定基础。论文研究主要包括:(1)分析不同材料诱导棒的诱发射流特性,理论分析材料介电特性和导电特性对电场和电荷密度的增强作用。电场有限元分析和实验表明诱导棒导电特性是激发射流的主要原因,且诱导棒电阻在107～1010Ω可诱发射流。探讨非接触诱导电纺工艺规律,着重分析影响诱发射流临界电压的因素,确定流经诱导棒电流与工作电压、诱导棒电阻、移动速度等的相互关系。(2)分析电液耦合场和相场法基本理论,利用相场法分析液面流变与其速度、所受电应力间的对应关系。研究不同的诱导棒直径、电压以及溶液物性参数对射流激发的影响,发现仿真结果中射流的形状、几何尺寸、时间尺度以及诱发射流的临界电压范围等与射流初期相应特性有良好的一致性。探究诱导棒移动时气液界面初期形状的时变特征,阐明诱导棒移动引起的电荷迁移可促使多射流跟随诱导棒移动方向依次激发。(3)研制一台自动化非接触诱导电纺装备,可实现诱导棒在溶液槽上方的平移和自转等功能。在该自动化装备上研究溶液浓度、电极间距、诱导距离、和电压等对纳米纤维直径以及产量作用效果,结果表明:浓度12%PEO溶液,收集距离35cm,和60kV工作电压下可得直径分布在50～400nm间形貌良好的纳米纤维,产量最大可达61.7g/m2·h。