[發明專利]一種拉伸非敏感的規則網狀導體及制備方法

有效

• 申請號: 202011418681.5
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112499620B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張躍;高放放;廖慶亮;高麗
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168;C01B32/15;C01B32/194;C01B32/90;B22F1/054;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及納米功能材料制備領域，提供了一種拉伸非敏感的規則網狀導體及制備方法，該方法包括：S1、通過真空輔助限域法將低維導電材料抽濾到濾膜上，形成網狀圖案化導體；S2、將所述網狀圖案化導體轉移到預拉伸基底上，釋放所述預拉伸基底，即得拉伸非敏感的規則網狀導體。本發明制備的拉伸非敏感的規則網狀導體在拉伸下可以保持電阻不變，這將極大的提高拉伸電子學器件的性能；本發明方法簡單易行，易于推廣；本發明使用的材料體系簡單可控、制作成本低廉，擁有重大的商業價值和實用意義。

技術領域

本發明涉及納米功能材料制備領域，特別涉及一種拉伸非敏感的規則網狀導體及制備方法。

背景技術

在下一代可穿戴電子器件以及軟體機器人中，可拉伸電子學有著不可忽視的潛力(Wang,S.,Xu,J.,Wang,W.,Wang,G.N.,Rastak,R.,Molina-Lopez,F.,Chung,J.W.,Niu,S.,Feig,V.R.,Lopez,J.et al.(2018).Skin electronics from scalable fabrication ofan intrinsically stretchable transistor array.Nature 555,83-88)。在過去的十幾年中，由于可拉伸導體的突破，可拉伸傳感器、能量收集器件、儲能器件和顯示器得到了極大的發展(Niu,S.,Matsuhisa,N.,Beker,L.,Li,J.,Wang,S.,Wang,J.,Jiang,Y.,Yan,X.,Yun,Y.,Burnett,W.,Poon,A.S.Y.,Tok,J.B.H.,Chen,X.,Bao,Z.(2019).A wireless bodyarea sensor network based on stretchable passive tags.Nat.Electron.2,361-368)。當前可拉伸導體主要包括結構基可拉伸導體、復合基導體和本征可拉伸導體(Matsuhisa,N.,Chen,X.,Bao,Z.,Someya,T.(2019).Materials and structural designsof stretchable conductors.Chem.Soc.Rev.48,2946-2966)。這些結構上的設計以及材料創新大部分都是致力導體和拉伸應變的兼容。然而制備在拉伸下保持穩定且高的電學導電性導體一直是一個巨大的挑戰。

目前制備在拉伸下保持穩定且高的電學導電性導體是通過用網狀結構或預拉伸基底實現的縱波結構。但是網絡結構或縱波結構的實現要么需要復雜的制備方法，要么不適合需要低剖面高度的平面型器件。

發明內容

本發明的目的就是解決現有技術的不足，提供了一種拉伸非敏感的規則網狀導體及制備方法，該制備方法提出真空輔助限域法，制備了拉伸非敏感的規則網狀導體，該導體具有低的剖面高度，且在拉伸應變下可以保持穩定且高的電學導電性。

本申請采用如下技術方案：

一種拉伸非敏感的規則網狀導體的制備方法，包括如下步驟：

S1、通過真空輔助限域法將低維導電材料抽濾到濾膜上，形成網狀圖案化導體；

S2、將所述網狀圖案化導體轉移到預拉伸基底上，釋放所述預拉伸基底，即得拉伸非敏感的規則網狀導體。

進一步的，步驟S1中，所述低維導電材料為金屬或合金的納米線、納米棒、納米管、納米片和納米顆粒，或碳的納米管、納米線、納米棒、納米片、納米顆粒，或石墨烯，或MXene二維材料中的一種或幾種。

進一步的，步驟S1中，所述濾膜為具有網狀圖案化的濾膜。

進一步的，步驟S1中，所述真空輔助限域法，為真空抽濾和圖案化模板限域法的結合，即在真空抽濾過程中，氣流將低維導電材料限域在網狀圖案化濾膜的固定位置，即得到網狀圖案化的導體。

進一步的，所述方法具體包括：