[發(fā)明專利]一種導(dǎo)電墨水功能材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011385579.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112574619B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德萊森（北京）醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D11/52
• 分類號(hào): C09D11/52;B22F1/102
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 孔凡梅

本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電墨水功能材料，所述導(dǎo)電墨水功能材料為表面功能化的金屬納米顆粒，其結(jié)構(gòu)如Ⅰ所示；其中為納米金屬顆粒；為媒介體結(jié)構(gòu)；為保護(hù)劑；R₁為C、N、O、H構(gòu)成的有機(jī)結(jié)構(gòu)，還公開了其制備方法。本發(fā)明導(dǎo)電墨水功能材料中的納米金屬顆粒表面通過共價(jià)鍵連接含有電子媒介體的分子，用其制成導(dǎo)電墨水打印形成導(dǎo)電層并制成生物傳感器電極后，由于電子媒介體層的作用，生物傳感器上產(chǎn)生的電子可以直接傳輸?shù)诫姌O表面，使電極在更低的工作電壓下檢測(cè)生物物質(zhì)，降低生物傳感器對(duì)干擾物質(zhì)的敏感度；同時(shí)，使用此導(dǎo)電墨水功能材料制備的生物電極擁有更高的電子傳輸效率，可以在不減小信號(hào)強(qiáng)度的前提下大幅縮小電極的面積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電墨水材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電墨水功能材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著對(duì)電子設(shè)備高精度高集成度的需求，噴墨打印技術(shù)逐漸在印制電子領(lǐng)域嶄露頭角。與常規(guī)印刷電路板制備導(dǎo)電線路的工藝相比，利用噴墨印刷技術(shù)制備導(dǎo)電線路的方法具有制造速度快、環(huán)境友好、工藝過程簡(jiǎn)單、成本低以及功能多樣化的特點(diǎn)。在柔性電路板上制備導(dǎo)電電路，可以大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，關(guān)鍵還是要研發(fā)出符合噴墨印刷設(shè)備以及最終產(chǎn)品需求的導(dǎo)電墨水。由于納米金屬顆粒具有尺寸小、不易團(tuán)聚、熔點(diǎn)低等突出優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛用于導(dǎo)電墨水的研究和生產(chǎn)中。在噴墨印制電子方面，主要涉及到的是打印機(jī)、墨水和基材導(dǎo)電墨水，其可以應(yīng)用于射頻識(shí)別(RFID)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、印刷電路板(PCB)、柔性傳感器等方面。噴墨導(dǎo)電墨水材料在RFID天線、PCB線路板和其他如顯示電極組件等方面的巨大應(yīng)用潛力，使得它成為薄膜印刷電子材料發(fā)展方向的代表。目前，導(dǎo)電墨水材料的選擇主要考慮電導(dǎo)率、氧化穩(wěn)定性、成本以及所需的電磁性能等幾個(gè)因素，對(duì)導(dǎo)電墨水材料特定方向功能化的研究還不充分。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電墨水功能材料，其納米金屬顆粒表面通過共價(jià)鍵連接含有電子媒介體的分子，用其制成導(dǎo)電墨水打印形成導(dǎo)電層并制成生物傳感器電極后，由于電子媒介體層的作用，生物傳感器工作電極上的酶反應(yīng)產(chǎn)生的電子可以直接傳輸?shù)诫姌O表面，使電極在更低的工作電壓下檢測(cè)生物物質(zhì)，降低生物傳感器對(duì)干擾物質(zhì)的敏感度；同時(shí)，使用此導(dǎo)電墨水功能材料制備的生物電極擁有更高的電子傳輸效率，可以在不減小信號(hào)強(qiáng)度的前提下大幅縮小電極的面積。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種導(dǎo)電墨水功能材料，所述導(dǎo)電墨水功能材料為表面功能化的金屬納米顆粒，結(jié)構(gòu)如Ⅰ所示：

其中為納米金屬顆粒；為媒介體結(jié)構(gòu)；為保護(hù)劑；R₁為C、N、O、H構(gòu)成的有機(jī)結(jié)構(gòu)。

前述導(dǎo)電墨水功能材料，所述媒介體結(jié)構(gòu)為鐵的有機(jī)絡(luò)合物；所述R₁選自直鏈/含支鏈/環(huán)狀的烴基、含脂類/醚類/酰胺/季銨基/聚乙二醇的有機(jī)結(jié)構(gòu)，或所述烴基、有機(jī)結(jié)構(gòu)之間的任意組合。

前述導(dǎo)電墨水功能材料，所述媒介體結(jié)構(gòu)為二茂鐵或其衍生物，結(jié)構(gòu)式為：

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

其中R₂、R₃、R₄、R₅為H、直鏈/含支鏈/環(huán)狀烴基、含脂類/醚類的基團(tuán)組成的結(jié)構(gòu)。

前述導(dǎo)電墨水功能材料，所述R₁選自以下結(jié)構(gòu)或以下結(jié)構(gòu)之間的任意組合：