[發明專利]一種石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法

有效

• 申請號: 202010564592.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111748112B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張柏華
• 申請（專利權）人: 遼寧格萊菲爾健康科技有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L7/02;C08K3/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及材料集成及傳感器領域，具體為一種石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法。首先，將純銅箔上CVD沉積的石墨烯膜進行激光刻蝕成需要的電路。然后，將銅箔投入天然膠乳中，反復進行蘸提干燥。將載有石墨烯的銅箔電路放到刻蝕液中，靜態溶解掉銅箔后，刻蝕液底部通入不溶于水的有機溶劑，形成有機相層托舉起透明的石墨烯電路膜。將刻蝕液從底部放掉，反復從底部充放混合溶液進行置換清洗。最后，通入天然膠乳，反復進行蘸提、干燥，形成石墨烯電路與膠乳的復合集成。該方法可以實現石墨烯高靈敏傳感電路無損的集成在乳膠高分子膜內，該產品具有超薄、高靈敏度、生物安全度高等特點。

技術領域

本發明涉及材料集成及傳感器領域，具體為一種石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法。

背景技術

膠乳作為膠黏劑的基料，特點是固含量高、成膜性好，可隨意調節黏度。高分子聚合物微粒分散于水中形成的膠體乳液的總稱，通常將橡膠微粒的水分散體系稱為膠乳，通常將樹脂微粒的水分散體系稱為乳液。膠乳可分為天然膠乳、合成膠乳和人造膠乳三類，直接作表面涂層、制造薄膜和膠粘劑等，經加工可制成生橡膠、膠乳制品(如：海綿、手套、氣球、避孕套、醫用膠管等)，廣泛應用于日常生活中。

膠乳制品中的手套、避孕套、醫用膠管等產品很容易接觸細菌和病毒，如何在這些產品上實現智能檢測病毒或細菌，將產品實現生物傳感自檢功能，這是一個很有意義的研發方向。

石墨烯具有超薄高導電性的二維材料，在和膠乳復合制造生物傳感器時，可以實現高靈敏度的集成。但是，如何將石墨烯納米膜完整的轉移到乳膠膜上，并且用乳膠膜封裝，這是一個未曾嘗試的工藝，本發明是對該工藝的一次重要的突破。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，所得復合膠乳不含金屬成分，只是高分子聚合物膠乳和純碳的電路集成，該石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合產品具有超薄、高靈敏度、生物安全度高等特點。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，包括如下步驟：

(1)將純銅箔上CVD沉積的石墨烯膜進行激光刻蝕成需要的電路；

(2)將激光刻蝕后貼附石墨烯膜的銅箔投入天然膠乳中蘸入提起、干燥；

(3)將載有石墨烯的銅箔電路放到刻蝕液中，靜態溶解掉銅箔后，從盛放刻蝕液的容器底部緩慢通入不溶于水的有機溶劑，形成厚度為5～30mm的有機相層托舉起透明的石墨烯電路膜；

(4)將刻蝕液體層從底部放掉，有機相層保留，再從容器底部充放置換清洗液，反復進行置換清洗膜材；

(5)向容器通入天然膠乳，提起膜材干燥，形成石墨烯電路與膠乳的復合集成。

所述的石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，步驟(1)中，CVD沉積的石墨烯膜厚度為0.5～20μm。

所述的石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，步驟(2)中，蘸入提起→干燥過程反復進行2～30次，天然膠乳層的厚度為5～50μm。

所述的石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，步驟(3)中，按質量百分比計，銅箔刻蝕液的組分為：氯化鐵35％～50％，冰醋酸0.5～2％，氯化亞鐵0.1％～0.5％，磷酸氫二鈉0.5％～2％，過硫酸鈉1％～2％，乙醇15％～25％，余量為水。

所述的石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，步驟(3)中，有機溶劑為二甲苯、正丁醇、正己烷中一種或兩種以上的混合。

所述的石墨烯高靈敏傳感電路與膠乳復合集成的方法，步驟(4)中，按質量百分比計，置換清洗液的組分為：乙醇20％～40％，乙醚5％～20％，丙酮15％～40％，余量為水。