[發明專利]以水凝膠為基底的可拉伸微型電子器件及制備方法

有效

• 申請號: 201911161945.0
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN110970232B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 謝莊;方綠葉;蔡澤帆;丁正卿;張家誠
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01G11/84
• 分類號: H01G11/84;H01G11/86;H01G11/56;H01G11/38;G01L1/18;G01L1/20;G01K7/16
• 代理公司: 廣州藍晟專利代理事務所(普通合伙) 44452
• 代理人: 陳梓赫;歐陽凱

1.一種以水凝膠為基底的可拉伸電子器件的制備方法，所述以水凝膠為基底的可拉伸電子器件包括：可拉伸導電線路或水凝膠微傳感器或可拉伸微型超級電容器；所述的水凝膠微傳感器包括：水凝膠壓力傳感器或水凝膠溫度傳感器；所述的可拉伸導電線路或水凝膠壓力傳感器或水凝膠溫度傳感器或可拉伸微型超級電容器包括：自制的水凝膠基底電極，所述的自制水凝膠基底電極的制備方法包括：

S1:制備預定圖案，通過噴墨或3D打印或涂覆成型的方法獲取具有預設電極圖案的中介產品；

S2:將韌性水凝膠預拉伸2-4倍，并將預拉伸的韌性水凝膠與S1中的中介產品貼合，實現電極圖案轉移至韌性水凝膠表面；

S3:緩慢釋放韌性水凝膠，使其恢復至未拉伸狀態，得到以水凝膠為基底的電極；

所述的韌性水凝膠包括：Agar/PAM水凝膠或明膠/聚丙烯酸，所述的Agar/PAM水凝膠的制備方法為：Agar/PAM水凝膠可通過在90℃下溶解3 .6g丙烯酰胺單體，2mg N ,N′-亞甲基雙丙烯酰胺，100mg光引發劑Irgacure 2959，0 .3g 瓊脂糖于15mL水中，再冷卻至室溫凝固，用紫外光照2小時來完成制備；

所述的預定圖案的形狀包括：單線或交叉線或曲線或文字或圖形形狀；

所述的可拉伸導電線路的最小分辨率低于400μm，最低線電阻為500Ω/cm；所述的可拉伸微型超級電容器在恒定電流0.2mA，電壓0.8V的充放電條件下穩定運行，電容容量達到~6mF/cm²。

2.根據權利要求1所述的一種以水凝膠為基底的可拉伸電子器件的制備方法，其特征在于，所述的步驟S1中噴墨制得中介產品的方法為：制作具有設定圖案的不銹鋼掩模板，將掩模板緊貼于PTFE濾紙，將乙醇溶液噴涂在PTFE濾紙上，快速去除掩模板，在80℃下烘干，獲取具有預設電極圖案的PTFE濾紙。

3.根據權利要求1所述的一種以水凝膠為基底的可拉伸電子器件的制備方法，其特征在于，所述的步驟S1中3D打印制得中介產品的方法為：在步驟S1中，獲取具有預設電極圖案的中介產品包括：制作具有設定圖案的3D打印模板，將3D打印模板放置在PDMS預聚物粘稠液體表面，在80℃下使PDMS烘干，將電極漿料均勻涂敷在PDMS表面，剝離3D打印模板，獲取具有預設電極圖案的PDMS。

4.根據權利要求1所述的一種以水凝膠為基底的可拉伸電子器件的制備方法，其特征在于，所述的步驟S1中涂覆成型制得中介產品的方法為：在步驟S1中，獲取具有預設電極圖案的中介產品包括：制作具有設定圖案的不銹鋼掩模板，將掩模板緊貼緊于玻璃片表面，將電極漿料均勻涂敷在掩模板上，去除掩模板，獲取具有預設電極圖案的玻璃片。