[發明專利]一種數碼可控打印P（VDF-TrFE）納米線陣列的方法

在審

• 申請號: 202010261605.1
• 申請日: 2020-04-04
• 公開（公告）號: CN111300812A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 徐文濤;劉璐;徐雯龍
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B33Y10/00;B33Y70/00;B82Y40/00;B29K27/12
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種數碼可控打印P（VDF?TrFE）納米線陣列的方法。該方法以N,N?二甲基甲酰胺和四氫呋喃為混合溶劑，溶解P(VDF?TrFE)制得前驅體溶液，然后利用電流體噴印設備打印出納米線陣列，最后高溫退火后制備出P(VDF?TrFE)納米線陣列。本發明制備出長而連續、尺寸均勻、數碼可控的P(VDF?TrFE)納米線陣列，為高分子納米線陣列的制備開辟新徑。

技術領域：

本發明屬于先進材料制造領域，具體來說，本發明涉及一種數碼可控打印P(VDF-TrFE) 納米線陣列的方法。

背景技術：

聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))具有獨特的壓電效應、熱電效應、介電效應。與傳統的壓電材料相比具有動態范圍大、力電轉換靈敏度高、機械性能強高、聲阻抗易匹配等特點，并具有易制成任意形狀及面積不等的片或管等特點。在力學、光學、聲學、電子、測量、醫療保健、軍事、交通、信息工程、辦公自動化、海洋開發、地質勘探等技術領域廣泛使用。如：麥克風、噪聲消聲麥克風、電話送話器、雙壓電晶片換能器、耳機、揚聲器、加速度器、醫用傳感器電唱機拾音器、非接觸開關、電話盤、打字機及電腦鍵盤、血壓計、光學快門、光纖開關、變焦鏡、觸覺傳感器，顯示器、位移傳感器、超聲發送及接無損檢測換能器、成象陣列、水聽器、延遲線、光調制器、變焦點換能器、超聲顯微鏡、超聲診斷儀， P(VDF-TrFE)薄膜優異的柔韌性和成型性，使其易于應用到許多傳感器產品中。

印刷電子廣泛應用于多種電子行業，具有很大的市場前景。然而，傳統的靜電紡絲技術無法實現方向及長度可控的單根納米線及納米線陣列的制備。

發明內容：

本發明的目的為針對當前技術中存在的不足，提供一種數碼可控打印P(VDF-TrFE)納米線陣列的方法。該方法以N,N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃為混合溶劑，溶解P(VDF-TrFE)制得前驅體溶液，然后利用高分辨率電流體噴印設備打印出納米線陣列，最后高溫退火后制備出P(VDF-TrFE)納米線陣列。本發明制備出長而連續、尺寸均勻、數碼可控的P(VDF-TrFE) 納米線陣列，為高分子納米線陣列的制備開辟新徑。

本發明的技術方案為：

一種數碼可控打印P(VDF-TrFE)納米線陣列的方法，該方法包括以下步驟：

(1)將N,N-二甲基甲酰胺與四氫呋喃混合，制備為混合溶劑；

其中，質量比為，N,N-二甲基甲酰胺：四氫呋喃＝1:1-1:4；

(2)將P(VDF-TrFE)溶于混合溶劑中，常溫攪拌0.5-24小時，制備為P(VDF-TrFE)的混合溶液；

其中，混合溶液中，P(VDF-TrFE)的質量濃度為10-20％；

(3)利用電流體噴印設備將混合溶液打印P(VDF-TrFE)納米線陣列；

其中，控制注射器針頭和接收面之間的電壓為0.5～2.5kV、注射器針頭距基板的距離為 1～6mm，將注射器針頭出液流量設置為1～50nL/min，將基板運動速度設置為300-1000mm/s。

所述的IZO納米線的直徑為50～5000nm。

本發明的有益效果為：

作為一種鐵電壓電材料，目前已報道的P(VDF-TrFE)的絕大部分形態均為塊狀或薄膜狀。到目前為止，P(VDF-TrFE)納米纖維均采用靜電紡絲法制備，但這種方法制備的納米纖維十分雜亂，無法有序排列。本發明所制備的P(VDF-TrFE)納米線陣列具有數碼可控的特點，能夠打印出長而連續的納米線，并且其排布方式、單根納米線走向以及納米線陣列的間距均可控制，有效解決P(VDF-TrFE)納米線合成方法中的瓶頸問題。

附圖說明：