[發明專利]一種聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列及其制備方法

有效

• 申請號: 201310647780.4
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103693611A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 安寧麗;方長青;郭彥峰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81C1/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

1.一種聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列，其特征在于，包括從下到上依次設置的硅基底（1）、TiN薄膜層（2）及圖形化的Ni層（3），圖形化的Ni層（3）上生長有碳納米管簇電極陣列（4），碳納米管簇電極陣列（4）周圍聚集有PVDF錐形微柱陣列（10）。

2.一種聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：在硅基底（1）上濺射一層TiN薄膜層（2），然后在TiN薄膜層（2）上制備圖形化的Ni層（3），在圖形化的Ni層（3）上生長碳納米管簇電極陣列（4）；

步驟2：在具有碳納米管簇電極陣列（4）的表面旋涂PVDF聚合物溶液（5）；

步驟3：將第一導電玻璃（7）放置于旋涂有PVDF聚合物溶液（5）的硅片上方，并在模具和硅片之間施加電場，在電場力的驅動作用下，溶液向碳納米管簇電極陣列（4）周圍聚集，形成聚合物薄膜層（6）；

步驟4：將具有聚合物薄膜層（6）的硅片置于上方，將具有圓形或方形陣列電極（8）的第二導電玻璃（9）放置于硅片下方，在硅片和第二導電玻璃（9）之間施加電場，在電場力驅動下形成PVDF錐形微柱陣列（10）。

3.根據權利要求2所述的聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列的制備方法，其特征在于，所述的步驟1具體按照以下步驟實施：（ⅰ）采用磁控濺射工藝在硅基底（1）上均勻濺射50-100nm的TiN薄膜層（2）；（ⅱ）采用光刻和Lift-off工藝制備50-500nm圖形化的Ni層（3）；（ⅲ）采用PECVD工藝制備特征尺寸為10-100μm的碳納米管簇電極陣列（4）。

4.根據權利要求2所述的聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中PVDF聚合物溶液（5）配置及旋涂具體按照以下步驟實施：將聚偏氟乙烯PVDF粉末在15℃-20℃環境下溶解至二甲基甲酰胺DMF中，配制成濃度為10-70g/L的聚合物溶液，用磁力攪拌機攪拌30-60分鐘后，置于真空1/2-2小時，密封放置12-72小時；將該溶液流延旋涂于具有碳管電極層的基底上。

5.根據權利要求2所述的聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列的制備方法，其特征在于，所述的步驟3具體按照以下步驟實施：利用第一導電玻璃（7）作為上置電極模版，在第一導電玻璃（7）和硅片之間施加電場10-80V/μm的電壓，保持1-3小時。

6.根據權利要求2所述的聚偏氟乙烯/碳納米管錐形微柱陣列的制備方法，其特征在于，所述的步驟4具體按照以下步驟實施：在第二導電玻璃（9）表面按設計要求制備出圓形或方形陣列電極（8）；將涂覆有聚合物薄膜層（6）的硅基底（1）反置于上方，具有陣列圖形的第二導電玻璃（9）置于下方，在溫度為170-200℃的環境中在硅基底（1）和第二導電玻璃（9）之間施加場強為50-800V/μm的電壓，保持1-3小時，撤去電場后，逐漸降溫至80℃，退火處理3-36小時，得到錐形微柱結構。