[發明專利]基于裂紋式柔性襯底的折疊式可拉伸電極及其制作方法

有效

• 申請號: 201910046585.3
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN111462942B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 李立強;譚子婷;李紅衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種基于裂紋式柔性襯底的折疊式可拉伸電極及其制作方法。所述的制作方法包括：對柔性襯底進行加工處理以在所述柔性的襯底的表面形成裂紋結構，所述裂紋結構包括復數條取向一致的裂紋；至少在所述柔性襯底的裂紋結構上形成導電層。本發明的制作方法利用各種柔性襯底在不同處理方式下產生取向較為均勻裂紋的特點，經過表面修之后復合上導電材料，進而制備出具有可折疊特性的可拉伸電極，該電極還具有拉伸范圍寬、電導能力高、穩定性優異等優點。

技術領域

本發明涉及一種可拉伸電極，特別涉及一種基于裂紋式柔性襯底的折疊式可拉伸電極及其制作方法，屬于微納電子器件技術領域。

背景技術

可拉伸電子器件是將電子元件與生物學相結合的一個日益重要的領域，由于人類社會對可穿戴器件和生物可植入設備的需求不斷增長。例如，檢測電生理學信號，建立人機器連接，或者提供方便的治療等。而可拉伸電極作為連接所有電子元件以形成可拉伸電子產品的必要基礎，因此具有寬拉伸范圍，高電導能力以及穩定性好的可拉伸電極的制備受到廣泛關注。

可拉伸電極主要通過兩種方式制備。其中一種方法是在柔性襯底上構筑可拉伸結構再復合剛性或者具備一定柔性的導電材料。這些可拉伸結構包括：“波浪形”幾何形狀，蛇形互連結構，或者滲流網絡結構。另一個側重于新型可拉伸導電納米材料的制備，包括碳納米管，石墨烯，導電聚合物及他們的復合材料和新材料。

現有的可拉伸電極多采用在柔性襯底上復合上導電材料，通常需要使用例如光刻等較為復雜的工藝過程，并且制備出來的電極的拉伸范圍較小，穩定性較差或者電導率低。除此之外，某些可拉伸電極為了增大拉伸范圍而犧牲電導能力，或者為了提高導電材料與襯底的黏附性而犧牲了拉伸范圍。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于裂紋式柔性襯底的折疊式可拉伸電極及其制作方法，以克服現有技術的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種基于裂紋式柔性襯底的折疊式可拉伸電極的制作方法，其包括：

對柔性襯底進行加工，以在所述柔性襯底的表面形成裂紋結構，所述裂紋結構包括復數條取向一致的裂紋；

至少在所述裂紋結構上形成導電層。

在一些較為具體的實施方案中，所述的制作方法包括：采用物理處理和/或化學處理方式對柔性襯底進行加工，以形成所述的裂紋結構。

優選的，所述的裂紋為微米尺寸的裂紋。

優選的，所述裂紋的寬度為1-10μm。

在一些較為具體的實施方案中，所述的化學處理方式包括化學腐蝕方式。

優選的，所述的化學腐蝕方式包括酸處理。

在一些較為具體的實施方案中，所述的物理處理方式包括氧等離子體處理。

優選的，所述氧等離子體處理的時間為1-50min，功率10-500W，壓強為1-500Pa。

在一些較為具體的實施方案中，所述的制作方法還包括：對所述裂紋結構進行表面修飾改性處理。

在一些較為具體的實施方案中，所述的制作方法包括：在真空條件下采用(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷對所述裂紋結構進行表面修飾改性處理。

優選的，所述表面修飾改性處理時間5-300min。

優選的，所述(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷的用量為1-50μL/m²。

在一些較為具體的實施方案中，所述的制作方法包括：使所述柔性襯底處于拉伸狀態，并在所述裂紋結構上形成所述導電層。