[發(fā)明專利]一種生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810119193.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108336924B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶虎;張瑜伽;周志濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述制備方法至少包括：

1)制備生物蛋白溶液；

2)提供光柵模板，在所述光柵模板表面涂覆所述生物蛋白溶液，干燥分離，獲得單面具有微納光柵結(jié)構(gòu)的生物蛋白膜；

3)采用人體可植入金屬作為靶材，在所述生物蛋白膜的無微納光柵結(jié)構(gòu)的表面上濺射形成摩擦電極層；

4)裁剪所述生物蛋白膜和摩擦電極層，將所述生物蛋白膜用作第一生物蛋白層，所述摩擦電極層用作第一金屬摩擦電極層；

5)重復(fù)步驟1)至步驟3)，然后裁剪所述生物蛋白膜和摩擦電極層，將所述生物蛋白膜用作第二生物蛋白層，所述摩擦電極層用作第二金屬摩擦電極層；

6)將所述第一生物蛋白層、第一金屬摩擦電極層置于所述第二生物蛋白層、第二金屬摩擦電極層上方，并使所述第一金屬摩擦電極層與所述第二生物蛋白層之間具有一定的距離，以形成所述生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)，在外力作用下，所述第一金屬摩擦電極層與所述第二生物蛋白層能夠互相接觸分離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述生物蛋白溶液包括蠶絲蛋白溶液、基因重組蛛絲蛋白溶液、蛋清蛋白溶液及鹿角蛋白溶液中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述光柵模板的光柵常數(shù)介于500～2000nm之間，所述光柵模板表面處于疏水狀態(tài)，接觸角介于90～120°之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述干燥的方式包括置于開放式環(huán)境中干燥固化，其中，干燥環(huán)境包括空氣環(huán)境，干燥固化過程的環(huán)境溫度介于10℃～90℃之間，環(huán)境濕度介于20％～100％之間，干燥固化時間介于1～4天之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟1)制備的所述生物蛋白溶液中還加入有固相增強(qiáng)顆粒，或者加入有固相增強(qiáng)顆粒和藥物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述固相增強(qiáng)顆粒包括陶瓷粉末、金屬粉末及聚合物粉末中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟3)中，利用磁控金屬濺射儀進(jìn)行濺射，所述濺射的溫度控制在150℃以下。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述摩擦電極層的厚度介于100～1000nm之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述摩擦電極層包括鎂、鐵、鋅、銅、錳、鉻、鉬、鈷、鎂合金、鐵合金、鋅合金、銅合金、錳合金、鉻合金、鉬合金及鈷合金中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟4)和步驟5)中，所述裁剪后所形成的所述生物蛋白膜和摩擦電極層的寬度介于2～10cm之間，長度介于2～10cm之間。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：步驟6)中，形成所述生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)后，在所述生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)四周涂覆粘連材料，固化后形成支撐框架。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的生物蛋白柔性納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于：所述粘連材料包括蠶絲蛋白、基因重組蛛絲蛋白、蛋清蛋白、鹿角蛋白中的一種。