基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法技术

一种基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨，包括：纳米金属粉；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；以及酸酐；其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、乙酸丁酯和乙二醇的超干试剂混合完全制得分散剂；加入活化剂粉末至分散剂中，取所配制好的增稠溶液滴入上述混合好的溶液中，再缓慢加入瞬态可吸收纳米金属粉，磁力搅拌均匀，再滴入酸酐，磁力搅拌均匀，制得基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨。

【技术实现步骤摘要】
基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法
本公开涉及生物瞬态可吸收导电材料及柔性电子领域，尤其涉及一种基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法。
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基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法，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)技术方案本公开提供一种基于酸酐自烧结的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；活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降；以及酸酐，用于实现生物可吸收导电油墨的自烧结。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。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。在本公开实施例中，所述酸酐包括：丙酸酐、三氟乙酸酐。在本公开的另一方面，提供一种制备方法，制备以上所述的导电油墨，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；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；以及步骤F：在步骤E所制备好的导电油墨中滴入酸酐，磁力搅拌均匀，制得基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨。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3∶7。在本公开实施例中，步骤F中所加入的酸酐质量为步骤E所加入纳米金属粉质量的6％。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)将生物可吸收纳米金属导电油墨与酸酐结合，实现在室温环境下印刷线路和图形的缓慢烧结，降低对线路烧结的苛刻条件；(2)烧结后的线路和图形具有良好的导电性，可以满足各项电学性能测试；(3)线路图形具有良好的柔韧性，利于应用于各种复杂的环境；(4)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；(5)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为本公开实施例室基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨制备方法流程图。图2为本公开实施例锌基的基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨自烧结原理示意图。图3为本公开实施例室基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨配制过程中磁力搅拌示意图。图4为本公开实施例基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨烧结系统不意图。图5为本公开实施例基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨制成线路在自烧结过程电导率变化图。【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-酸酐；4-盛放基底的夹层。具体实施方式本公开提供了一种室温下基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨及其制备方法，所述导电油墨中的酸酐，在室温条件下水解产生弱酸，能去除导电油墨中生物可吸收纳米金属粉颗粒表面的生成的氧化层，实现纳米金属粉颗粒之间的烧结，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，提供一种基于酸酐自烧结的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；以及酸酐，用于实现生物可吸收导电油墨的自烧结。所述增稠溶液包括：二氯甲烷和聚乙二醇-20000(PEO)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％；所述酸酐包括：丙酸酐、三氟乙酸酐。基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨中的酸酐能够室温条件下通过吸收空气中的水分发生水解反应产生弱酸，由于瞬态可吸收纳米金属颗粒表面容易氧化产生金属氧化膜，酸酐水解产生的弱酸可与氧化膜发生反应，除掉瞬态可吸收纳米金属粉颗粒表面的氧化层，实现纳米金属粉颗粒之间的烧结，进而实现所制备线路图形的良好导电性。在本公开实施例中，提供一种基于酸酐自烧结的生物可吸收导电油墨的制备方法，图1为本公开实施例基于酸酐自烧结的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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于酸酐自烧结的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；活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降；以及酸酐，用于实现生物可吸收导电油墨的自烧结。

【技术特征摘要】
1.一种基于酸酐自烧结的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；活化剂，用于防止所述纳米金属粉在溶剂中团聚沉降；以及酸酐，用于实现生物可吸收导电油墨的自烧结。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。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.根据权利要求1所述的导电油墨，其中，所述酸酐包括：丙酸酐、三氟乙酸酐。8.一种基于酸酐自烧结的生物可...

【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