[發明專利]一種功能化導電墨水及其應用

有效

• 申請號: 202011382176.X
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112625507B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 鄒鵬
• 申請（專利權）人: 德萊森（北京）醫療科技有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/30;G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 孔凡梅

本發明公開了一種功能化導電墨水，所述功能化導電墨水由導電墨水功能材料、水、二乙二醇和丙三醇制成；所述導電墨水功能材料為表面功能化的金屬納米顆粒，其結構如Ⅰ所示；其中為金屬納米顆粒；為媒介體結構；為保護劑；R₁為C、N、O、H構成的有機結構，還公開了其在生物傳感器中的應用。由于導電墨水功能材料中連接有電子媒介體結構，制成功能化導電墨水用于導電層后，在其表面附著生物酶制成生物傳感器電極，所得生物傳感器能在更低的工作電壓下檢測生物物質；此生物電極擁有更高的電子傳輸效率，在不減小信號強度同時縮小電極面積，達到使生物傳感器小型化的目的。

技術領域

本發明涉及用于生物傳感器電極制作的導電墨水技術領域，尤其涉及一種功能化導電墨水及其應用。

背景技術

隨著對電子設備高精度高集成度的需求，噴墨打印技術逐漸在印制電子領域嶄露頭角。與常規印刷電路板制備導電線路的工藝相比，利用噴墨印刷技術制備導電線路的方法具有制造速度快、環境友好、工藝過程簡單、成本低以及功能多樣化的特點。在柔性電路板上制備導電電路，可以大大提高產品的生產率，關鍵還是要研發出符合噴墨印刷設備以及最終產品需求的導電墨水。由于納米金屬顆粒具有尺寸小、不易團聚、熔點低等突出優點，故被廣泛用于導電墨水的研究和生產中。在噴墨印制電子方面，主要涉及到的是打印機、墨水和基材導電墨水，其可以應用于射頻識別(RFID)、有機發光二極管(OLED)、印刷電路板(PCB)、柔性傳感器等方面。噴墨導電墨水在RFID天線、PCB線路板和其他如顯示電極組件等方面的巨大應用潛力，使得它成為薄膜印刷電子材料發展方向的代表。目前，導電墨水的制備和選擇主要考慮電導率、氧化穩定性、成本及電磁性能等幾個因素，對導電墨水特定方向功能化的研究還不充分，特別是市場上還沒有針對生物傳感器進行功能優化的導電墨水。

發明內容

為解決以上問題，本發明公開了一種功能化導電墨水，由表面功能化的金屬納米顆粒作為導電墨水功能材料溶解制成，由其打印制成生物電極后擁有更高的電子傳輸效率，可以在不減小信號強度的前提下大幅縮小電極的面積。

為達到以上目的，本發明技術方案如下：

一種功能化導電墨水，所述功能化導電墨水由導電墨水功能材料、水、二乙二醇和丙三醇制成；所述導電墨水功能材料為表面功能化的金屬納米顆粒，其結構如Ⅰ所示：

其中為金屬納米顆粒；為媒介體結構；為保護劑；R₁為C、N、O、H構成的有機結構。

前述功能化導電墨水，所述媒介體結構為鐵的有機絡合物；所述R₁選自直鏈/含支鏈/環狀的烴基、含脂類/醚類/酰胺/季銨基/聚乙二醇的有機結構，或所述烴基、有機結構之間的任意組合。

前述功能化導電墨水，所述R₁選自以下結構或以下結構之間的任意組合：

其中n＝1-10，R₆、R₇為H或直鏈/含支鏈/環狀烴基,R₆與R₇可不同或相同。

前述功能化導電墨水，所述媒介體結構為二茂鐵或其衍生物，結構式為：

其中X₁、X₂、X₃、X₄、X₁’、X₂’、X₃’、X₄’、X₅’各自獨立選自以下基團中的一種，可不同或相同：

其中R₂、R₃、R₄、R₅為H、直鏈/含支鏈/環狀烴基、含脂類/醚類的基團組成的結構。