[發明專利]一種基于微滴預混和轉印的氣敏膜的并行合成裝置及合成方法

有效

• 申請號: 201610899309.8
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN106541711B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張順平;雷濤;張春雷
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B41J3/407
• 分類號: B41J3/407;B41J29/393;B05C9/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成裝置，其特征在于，其包括限位載物臺(7)、設置在限位載物臺(7)一側的控制模塊(13)、緊靠控制模塊(13)設置的三維滑臺(16)以及與三維滑臺相連的微滴預混模塊和微滴轉印模塊；

所述控制模塊(13)包括相對設置在該控制模塊(13)兩側的通訊接口(12)和電源開關(15)，以及設置在所述控制模塊(13)頂端的狀態指示燈(14)；

所述微滴預混模塊包括陣列原料腔(17)、陣列蠕動泵(11)、蠕動泵軟管(4)和陣列微滴針頭(5)；所述微滴轉印模塊包括氣密自動微量進樣器(9)；

所述三維滑臺包括沿直角坐標系x、y和z 3個方向的導軌，其中x方向的導軌(19)和y方向的導軌(18)設置在限位載物臺(7)上且呈“工”字形，“工”字形中間的豎梁為y方向，x方向的導軌(19)和y方向的導軌(18)的交匯處設置有z方向的導軌(1)，所述y方向導軌的一側排布有陣列蠕動泵(11)，該陣列蠕動泵(11)對應設置有陣列原料腔(17)，所述陣列蠕動泵(11)的每個蠕動泵上設置有一根蠕動軟管(4)，上述蠕動軟管(4)的兩端分別與對應的原料腔和微滴針頭連接，用以輸送原料；所述三維滑臺(16)還包括分別設置在x、y、z方向的三個步進電機(2)以及設置在y方向導軌另一側的導軌滑塊(10)，所述導軌滑塊(10)上固定有圖像定位攝像頭(3)、陣列微滴針頭(5)和氣密自動微量進樣器(9)，所述導軌該側的限位載物臺(7)上并列設置有可拆卸的陣列預混腔(6)和預制定位膜的基片(8)，上述陣列蠕動泵(11)與陣列微滴針頭(5)相結合可將原料定量微滴在陣列預混腔(6)的指定位置，然后由所述氣密自動微量進樣器(9)抽取指定陣列預混腔(6)內的懸濁液轉印到預制定位膜的基片(8)的指定位置。

2.如權利要求1所述的基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成裝置，其特征在于，所述預制定位膜的基片(8)是通過絲網印刷在基片表面形成一系列不同形狀的定位網孔的基片。

3.如權利要求1或2所述的基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成裝置，其特征在于，所述陣列微滴針頭(5)的滴孔孔徑范圍為100-1000μm。

4.如權利要求3所述的基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成裝置，其特征在于，所述氣密自動微量進樣器(9)中包括通用控制器、氣密微量進樣器。

5.如權利要求4所述的基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成裝置，其特征在于，所述控制模塊(13)內部還設置有信號調理控制電路、蠕動泵控制器、步進電機控制器和轉印控制器，所述信號調理控制電路輸入端通過通訊接口(12)與PC連通，所述信號調理控制電路輸出端與蠕動泵控制器、步進電機控制器和轉印控制器相連；所述陣列蠕動泵(11)、x、y、z方向的三個步進電機(2)和氣密自動微量進樣器(9)均與該控制模塊(13)相連；所述圖像定位攝像頭(3)也與PC相連。

6.一種基于微滴預混和轉印的氣敏膜并行合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(a)采用權利要求1至5中任一項所述的基于微滴預混和轉印的氣敏膜的并行合成裝置，將該并行合成裝置的通訊接口(12)與PC連接；

(b)先將預制定位膜的基片(8)和陣列預混腔(6)分別固定在載物臺上對應位置；

(c)根據設定的原料組份，將不同種類不同含量的氣敏原材料注入陣列原料腔(17)的指定原料瓶中；

(d)以三維滑臺(16)的導軌為xyz方向建立直角坐標系，利用圖像定位攝像頭(3)獲取陣列預混腔原點標識，并進行原點校正，然后按照設定的組份將不同的氣敏原材料微滴注入到對應的陣列預混腔(6)的腔體中；

(e)待預混過程完成后，將裝有混合液的陣列預混腔(6)的腔體取出后超聲處理5min，由此制得不同組份氣敏膜材料懸濁液；

(f)采用圖像定位攝像頭(3)獲取預制定位膜基片(8)的原點標識，并進行校正，所述氣密自動微量進樣器(9)從陣列預混腔(6)的指定腔體內取出指定計量的氣敏膜材料懸濁液，然后轉印到預制定位膜的基片(8)的指定位置，完成微滴轉印過程；

(g)待微滴轉印過程完成后，將預制定位膜的基片(8)靜置30min，然后取下，放入馬弗爐中以3℃每分鐘升溫到300℃～700℃后保溫2h，后隨爐冷卻，得到氣敏膜。