專利名稱：平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列及其制備方法，屬于材料微結(jié)構(gòu)及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新型微結(jié)構(gòu)的發(fā)明和制備將可能獲得新的功能，并在生物、光學(xué)、光電、信息等領(lǐng)域等各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。在平面上制備導(dǎo)電的微米納米環(huán)狀陣列，在其表面施加上電場后， 可以實現(xiàn)平面表面的環(huán)狀電場。因此，可以用來進(jìn)行微納尺度的電場調(diào)控。例如，可以調(diào)控對電場響應(yīng)的納米顆粒，改變其空間分布，形成環(huán)狀的納米顆粒結(jié)構(gòu)；通過電場的通斷進(jìn)行電場響應(yīng)的納米顆粒的搬運(yùn)；可以研究施加電場對生物體在聚合物表面的粘附行為的影響等等。目前，平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備是一個技術(shù)難點(diǎn)，需要尋求新的制備技術(shù)與方法獲得平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列，使該微結(jié)構(gòu)材料可以在生物、光學(xué)、光電、信息等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的是提供該微結(jié)構(gòu)材料的制備方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的導(dǎo)電環(huán)陣列采用如下技術(shù)方案
平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列，包括聚合物基體II和圓臺狀的聚合物基體I陣列，所述圓臺狀的聚合物基體I的側(cè)表面包裹有一層導(dǎo)電體，其中，圓臺的上表面裸露在聚合物II的表面處呈環(huán)形，其他部分均埋在聚合物基體II中，從而形成在聚合物II平面襯底上的環(huán)形導(dǎo)電陣列。本發(fā)明所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備方法，包括以下步驟
(1)在底面直徑為2 200μ m的聚合物I微針陣列表面通過化學(xué)鍍，電鍍，濺射，或以上方法任意組合包覆一層50nm 5 μ m厚度的導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸锊牧希?br> (2)將包覆后的聚合物基體I微針陣列用聚合物II材料通過熱熔澆注，反應(yīng)灌注，或以上方法任意組合包埋；
(3)通過切割，研磨，切削，或以上方法組合去除掉部分聚合物I和聚合物II材料，獲得垂直于聚合物I的平面，即得平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是(1)可獲得新型的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。 (2)成本低廉，無需大型儀器，工藝簡單可靠。


圖1是本發(fā)明的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備過程示意圖。其中，步驟1):聚合物I 微針陣列表面包覆導(dǎo)電材料；步驟2)用聚合物材料II進(jìn)行包埋；步驟3)形成平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。
具體實施例方式實施例1 在底面直徑為10 μ m的聚苯乙烯微針陣列尖端表面濺射包覆一層200nm 厚度的金膜，然后將包覆金膜后的聚苯乙烯微針陣列灌注甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體并進(jìn)行反應(yīng)，最后沿著垂直于聚苯乙烯微針的方向進(jìn)行切割，去除掉部分聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯后即得聚甲基丙烯酸甲酯基底表面的金導(dǎo)電環(huán)陣列。實施例2 在底面直徑為2 μ m的聚二甲基硅氧烷微針陣列尖端表面通過濺射包覆一層50nm厚度的鉻薄膜，然后將包覆鉻膜后的聚二甲基硅氧烷微針陣列灌注苯乙烯預(yù)聚體并進(jìn)行反應(yīng)，最后沿著垂直于聚二甲基硅氧烷微針的方向進(jìn)行切割，去除掉部分聚二甲基硅氧烷和聚苯乙烯后即得聚苯乙烯基底表面的鉻導(dǎo)電環(huán)陣列。實施例3 在底面直徑為200 μ m的聚甲基丙烯酸甲酯微針陣列表面通過化學(xué)鍍包覆一層5 μ m厚度的銀薄膜，然后將包覆銀膜后的聚甲基丙烯酸甲酯微針陣列通過熱熔灌注聚苯乙烯，然后沿著垂直于聚甲基丙烯酸甲酯微針的方向進(jìn)行研磨，去除掉部分聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯后即得聚苯乙烯基底表面的銀導(dǎo)電環(huán)陣列。實施例4 在底面直徑為50 μ m的聚乙烯微針陣列表面通過電鍍包覆一層Ιμπι 厚度的鎳薄膜，然后將包覆鎳膜后的聚乙烯微針陣列灌注甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體并進(jìn)行反應(yīng)，然后沿著垂直于聚乙烯微針的方向進(jìn)行切削，去除掉部分聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯后即得聚甲基丙烯酸甲酯基底表面的鎳導(dǎo)電環(huán)陣列。實施例5 在底面直徑為5 μ m的聚甲基丙烯酸甲酯微針陣列表面通過濺射包覆一層50nm厚度的ITO薄膜，然后將包覆ITO膜后的聚甲基丙烯酸甲酯微針陣列反應(yīng)灌注聚二甲基硅氧烷，沿著垂直于聚甲基丙烯酸甲酯微針的方向進(jìn)行切割，去除掉部分聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷后即得PMMA基底表面的金導(dǎo)電環(huán)陣列。實施例6 在底面直徑為30 μ m的聚二甲基硅氧烷微針陣列表面通過濺射包覆一層IOOnm厚度的銀薄膜，然后將包覆銀膜后的聚二甲基硅氧烷微針陣列反應(yīng)灌注聚二甲基硅氧烷，沿著垂直于聚二甲基硅氧烷微針的方向進(jìn)行切割，去除掉部分聚二甲基硅氧烷后即得聚二甲基硅氧烷基底表面的銀導(dǎo)電環(huán)陣列。
權(quán)利要求
1.平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列，其特征是，所述平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列包括聚合物基體II和圓臺狀的聚合物基體I陣列，所述圓臺狀的聚合物基體I的側(cè)表面包裹有一層導(dǎo)電體，其中， 圓臺的上表面裸露在聚合物II的表面處呈環(huán)形，其他部分均埋在聚合物基體II中，從而形成在聚合物II平面襯底上的環(huán)形導(dǎo)電陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列，其特征是所述聚合物基體I和II的材料均為高分子聚合物材料，聚合物I和聚合物II可以是同種材料，也可以是不同材料；所述導(dǎo)電體的材料為導(dǎo)電金屬、導(dǎo)電氧化物等。
3.制備如權(quán)利要求1所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)在底面直徑為2 200μ m的聚合物I微針陣列表面包覆一層50nm 5 μ m厚度的導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸锊牧希?2)將包覆后的聚合物基體I微針陣列用聚合物II材料包埋；(3)通過適當(dāng)?shù)奶幚砣コ舨糠志酆衔颕和聚合物II材料，獲得垂直于聚合物I的平面，即得平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備方法，其特征是步驟(1)中所述的包覆方法為化學(xué)鍍，電鍍，濺射，或以上方法任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備方法，其特征是步驟(2)中所述的包埋方法為熱熔澆注，反應(yīng)灌注，或以上方法任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列的制備方法，其特征是步驟(3)中所述的適當(dāng)?shù)奶幚頌榍懈?，研磨，切削，或以上方法組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列及其制備方法，該平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列由聚合物基體I、表面呈環(huán)形陣列的導(dǎo)電環(huán)、導(dǎo)電環(huán)內(nèi)部的聚合物基體II組成；導(dǎo)電環(huán)深入到聚合物內(nèi)部為垂直于導(dǎo)電環(huán)平面的導(dǎo)電筒，裸露在聚合物表面處呈環(huán)形；從而形成聚合物平面襯底上的環(huán)形導(dǎo)電陣列。其制備方法包括以下步驟(1)在底面直徑為2～200μm的聚合物I微針陣列表面包覆一層50nm～5μm厚度的導(dǎo)電金屬或?qū)щ娧趸锊牧希?2)將包覆后的聚合物基體I微針陣列用聚合物II材料包埋；(3)通過適當(dāng)?shù)奶幚砣コ舨糠志酆衔颕和聚合物II材料，獲得垂直于聚合物I的平面，即得平面表面導(dǎo)電環(huán)陣列。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，制備簡單，可在生物、光學(xué)、光電、信息等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
文檔編號B81C1/00GK102431952SQ201110330910
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者盧明輝, 葛海雄, 袁長勝, 陳延峰 申請人:無錫英普林納米科技有限公司