生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法技术

一种生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉，可实现生物体瞬态可吸收；增稠溶液，用于增加油墨的粘稠度；分散剂，用于分散纳米金属粉的颗粒；以及活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降；所述导电油墨的制备方法为将增稠剂缓慢倒入二氯甲烷的超干溶剂中，制得增稠溶液；取无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇混合完全制得分散剂；加入活化剂粉末至配制好的分散剂中，再取配制好的增稠溶液滴入上述混合好的溶液中，接着缓慢加入瞬态可吸收纳米金属粉，制得生物可吸收导电油墨；导电油墨烧结方法包括将制备好的生物可吸收导电油墨制成线路图形；使用酸蒸汽熏蒸所制备好的线路图形，完成油墨中纳米金属粉颗粒间的烧结。

Bioabsorbable Conductive Ink and Its Preparation Method and Sintering Method

A bio-absorbable conductive ink includes: nano-metal powder, which can realize the transient absorption of organisms; thickening solution, which can increase the viscosity of ink; dispersant, which can disperse nano-metal powder particles; and activator, which can prevent the nano-metal powder from agglomerating and settling in solvents; the preparation method of the conductive ink is to pour the thickener slowly into dichloromethane. Thickening solution is prepared in ultra-dry solvent; anhydrous methanol, butyl acetate and ethylene glycol are mixed to prepare dispersant completely; activator powder is added to the prepared dispersant, and then the prepared thickening solution is dripped into the above mixed solution, followed by slowly adding transient absorbable nano-metal powder to produce bio-absorbable conductive ink; sintering method of conductive ink includes: The prepared bio-absorbable conductive ink was made into circuit pattern, and the circuit pattern prepared by acid vapor fumigation was used to complete the sintering between nano-metal particles in the ink.

【技术实现步骤摘要】
生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法
本公开涉及生物瞬态可吸收导电材料及柔性电子领域，尤其涉及一种生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法。
技术介绍
瞬态电子技术是指电子器件的衬底材料、无机半导体材料、互联导线以及功能部件等能够以规定的速率，在编程时间内全部或部分消失的一种电子器件制备技术，颠覆了电子器件追求可靠、经久耐用的传统模式，在行使完成任务之后，电子器件通过预先设置或者触发的方式完全溶解、消失。而生物可吸收技术也是瞬态电子技术的一个重要部分。生物可吸收材料及其相关技术的发展与进步大幅减少电子垃圾对环境造成的污染，也能使得植入式器件无需再次通过手术取出而直接被机体吸收，有效避免二次手术对患者造成的感染等二次创伤。生物可吸收技术发展的最终目的就是采用人工材料在特定的条件和环境下发挥特定的功能作用，并可以在一段时间内时间降解与吸收，为人类提供更好的生活能力。生物可吸收电子器件颠覆了人们对电子器件的理解，未来在生物医疗、环境传感器、信息安全等方面将具有非常广阔的应用前景。在生物可吸收器件的加工方面，主要通过电子印刷技术将生物可吸收导电油墨制备成相应的器件和互连导线，通过光热等烧结方式实现器件和线路的良好导电性能，目前，基于现有技术制备的生物可吸收器件在油墨配方和烧结成型方面仍存在不足之处：通过丝印等方式印刷的瞬态可吸收纳米金属导电油墨的线路必须经过烧结过程才能实现良好的导电性，而当今所采用的烧结方式条件复杂苛刻，较高的温度对于基底材料也有很大的负面影响，同时在烧结过程中还需要专门的仪器以及惰性环境进行；瞬态可吸收纳米金属导电油墨的稳定性不够，无法长时间保存，以供后续使用。目前，亟需发展更加温和的烧结方式和研制相应的油墨配方。公开内容(一)要解决的技术问题本公开提供了一种生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法，以缓解现有技术中所制备的生物可吸收导电油墨稳定性差，无法长时间保存，以及基于高温环境下的烧结条件苛刻复杂等技术问题。(二)技术方案在本公开中，提供一种生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉，其金属粉颗粒直径为40～100nm，可实现生物体瞬态可吸收；增稠溶液，用于增加油墨的粘稠度；分散剂，用于分散纳米金属粉的颗粒；以及活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降。在本公开实施例中，所述纳米金属粉包括：纳米锌粉、纳米镁粉或纳米钼粉。在本公开实施例中，所述增稠溶液包括：二氯甲烷和聚乙二醇-20000的混合溶液或二氯甲烷和甘油的混合溶液。在本公开实施例中，所述分散剂包括：无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇，所述无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇三者的质量比为2∶2∶3。在本公开实施例中，所述活化剂包括：聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基磺酸钠。在本公开实施例中，所述增稠溶液和分散剂的质量比为1∶7。在本公开的另一方面，提供一种生物可吸收导电油墨的制备方法，用于制备上述的导电油墨，包括：步骤A：将增稠剂缓慢倒入二氯甲烷的超干溶剂中，并通过磁力搅拌至溶液完全澄清制得增稠溶液；步骤B：取无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇的超干试剂放于烧杯中，放入磁子，磁力搅拌至溶剂混合完全制得分散剂；步骤C：加入活化剂粉末至步骤B所配制好的分散剂中，磁力搅拌至粉末完全溶解；步骤D：取步骤A所配制好的增稠溶液滴入步骤C所混合好的溶液中，磁力搅拌均匀；以及步骤E：选取步骤D所配制好的溶液置于另一个烧杯中，加入磁子，在磁力搅拌状态下缓慢加入瞬态可吸收纳米金属粉，磁力搅拌均匀，制得生物可吸收导电油墨。在本公开实施例中，步骤A中所述增稠剂包括：聚乙二醇-20000(PEO)或甘油。在本公开实施例中步骤E中所选取的经步骤D所配置好的溶液与所加入纳米金属粉的质量比为4∶1。在本公开的再一方面，提供一种导电油墨烧结方法，用于烧结以上所述的导电油墨，包括：步骤1：将制备好的生物可吸收导电油墨制成线路图形；以及步骤2：使用酸蒸汽熏蒸步骤1所制备好的线路图形，完成油墨中纳米金属粉颗粒间的烧结。在本公开实施例中，步骤2所述酸蒸汽包括：冰乙酸蒸汽。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)酸蒸汽烧结可以实现在室温环境下印刷线路和图形的烧结，降低对线路烧结的苛刻条件，减少了高温对于基底的损坏；(2)用所述油墨制备而成的线路具有良好的柔韧性，利于应用于各种复杂的环境；(3)酸蒸汽烧结后的线路图形具有良好的导电性，可以满足各项电学性能测试；(4)酸蒸汽烧结之后的线路表面平整，避免酸直接涂在线路表面导致的线路损坏；(5)该导电油墨具有良好的稳定性，可以在一周内保持良好的分散性，不会出现明显团聚沉淀现象；(6)该导电油墨可采用丝网印刷、喷墨打印和高精密点胶机点胶的方式进行印刷，具有较高的精度。附图说明图1为本公开实施例生物可吸收导电油墨制备方法流程图。图2为本公开实施例生物可吸收导电油墨烧结原理图。图3为本公开实施例生物可吸收导电油墨配制过程中磁力搅拌示意图。图4为本公开实施例酸蒸汽烧结系统示意图。图5为本公开实施例生物可吸收导电油墨制成的线路在酸蒸汽烧结时电导率变化示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-纳米金属锌颗粒；2-氧化锌层；3-盛放基底的夹层。具体实施方式本公开提供了一种生物可吸收导电油墨及其制备方法、烧结方法，所述导电油墨基于瞬态可吸收的纳米金属粉制备而成，可以在室温条件下使用弱酸蒸汽对所述导电油墨中的纳米金属粉颗粒进行烧结，使烧结后的线路图形具有良好的导电性等特性，拥有广泛的应用领域。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。在本公开中，提供一种生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉，其金属粉颗粒直径为40～100nm，可实现生物体瞬态可吸收；增稠溶液，用于增加油墨的粘稠度；分散剂，用于分散纳米金属粉的颗粒；以及活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降；所述纳米金属粉包括纳米锌粉、纳米镁粉或纳米钼粉；所述增稠溶液包括：二氯甲烷和聚乙二醇-20000(PEO)的混合溶液或二氯甲烷和甘油的混合溶液；所述分散剂包括：无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇，所述无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇三者的质量比为2∶2∶3；所述增稠溶液和分散剂的质量比为1∶7；所述活化剂包括：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或十二烷基磺酸钠(SDS)；所述活化剂相对分子质量为10000，质量分数为0.1wt％；在本公开实施例中，提供一种生物可吸收导电油墨的制备方法，图1为本公开实施例生物可吸收导电油墨制备方法流程图，如图1所示，所述制备方法，包括：步骤A：将增稠剂缓慢倒入二氯甲烷的超干溶剂中，并通过磁力搅拌至溶液完全澄清制得增稠溶液；步骤B：取无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇的超干试剂放于烧杯中，放入磁子，磁力搅拌至溶剂混合完全制得分散剂；步骤C：加入活化剂粉末至步骤B所配制好的分散剂中，磁力搅拌至粉末完全溶解；步骤D：取步骤A所配制好的增稠溶液滴入步骤C所混合好的溶液中，磁力搅拌均匀；以及步骤E：选取步骤D所配制好的溶液置于另一个烧杯中，加入磁子，在磁力搅拌状态下缓慢加入瞬态可吸收纳米金属粉，磁力搅拌均匀，制得生物可吸收导电油墨。在本公开实施例中，步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉，其金属粉颗粒直径为40～100nm，可实现生物体瞬态可吸收；增稠溶液，用于增加油墨的粘稠度；分散剂，用于分散纳米金属粉的颗粒；以及活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降。

【技术特征摘要】
1.一种生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉，其金属粉颗粒直径为40～100nm，可实现生物体瞬态可吸收；增稠溶液，用于增加油墨的粘稠度；分散剂，用于分散纳米金属粉的颗粒；以及活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降。2.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述纳米金属粉包括：纳米锌粉、纳米镁粉或纳米钼粉。3.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述增稠溶液包括：二氯甲烷和聚乙二醇-20000的混合溶液或二氯甲烷和甘油的混合溶液。4.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述分散剂包括：无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇，所述无水甲醇、乙酸丁酯和乙二醇三者的质量比为2∶2∶3。5.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述活化剂包括：聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基磺酸钠。6.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述增稠溶液和分散剂的质量比为1∶7。7.一种生物可吸收导电油墨的制备方法，用于制备上述权利要求1-6任一项所述的导电油墨，包括：步骤A：将增稠剂缓慢倒入二氯甲烷的超干溶剂中，并通过磁力搅拌至溶液完全澄清制得增稠...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄显，李佳蒙，徐航，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12