一种可直接打印的透明导电纸制造技术

本发明专利技术公开了一种可直接打印的透明导电纸，包括由阿拉伯木聚糖制成的透明纸，以及由导电材料直接打印在透明纸上形成的导电图形。本发明专利技术利用阿拉伯木聚糖优异的成膜性，采用直接打印的方式将导电材料打印于透明纸表面，从而成功制备出透明导电纸。此透明导电纸具有较高的透明度，以及较低的表面粗糙度，较低的表面粗糙度将有效降低导电材料的短路概率，有助于提升导电材料的稳定性，可以作为石油基透明导电基材的潜在替代品，为透明电子元件的可打印制备奠定基础。本发明专利技术设计的阿拉伯木聚糖透明导电纸与普通纸张打印过程无差异，具有操作简单、可重复性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种可直接打印的透明导电纸
本专利技术涉及透明导电纸领域，具体是指一种可直接打印的透明导电纸。
技术介绍
伴随石油资源日渐枯竭，石油基化学品所造成的环境污染问题日趋严重。因而研发一种可生物降解的环境友好型材料，对于缓解石油危机和降低环境污染风险至关重要。此外，随着高科技产业的飞速发展，电子产品更新换代频率逐年增加，电子产品废弃物导致的环境污染已成为当前亟须解决的一大难题。电子产品基材多以石油基化学品等不可降解材料为主，以可生物降解型生物资源（纤维素、半纤维素、甲壳素、蚕丝蛋白等）为电子产品基材已引起科研工作者的广泛关注。基于纳米纤维素、蚕丝蛋白等高分子聚合物的高透光度透明膜已在可穿戴透明电子元件领域广泛研究。NingYi等已将半乳甘露聚糖膜成功应用于绿色电子产品开发，半乳甘露聚糖膜除具有绿色环保的优异性外，还具有较为优秀的机械性能和柔韧性，可用作电子产品器件的基质材料。然而，赋予透明基材导电性主要通过光刻掩模、同步加热和高速雾化的方式实现，此种方法操作繁琐、成本高昂、产品导电重复性差，因此不利于透明电子材料的大范围推广。如果能在导电基材上通过常规打印的方式将导电材料打印于透明基材表面，将有助于透明导电材料的大规模推广。车前子壳中含有的阿拉伯半乳聚糖作为一种天然来源的可再生多糖，其化学结构是由β-1,3-/β-1,4-糖苷键连接而成的木聚糖主链，由α-1,3-糖苷键连接而成的阿拉伯支链等组成的多分支聚糖结构。车前子壳多糖这种多分支聚糖结构因其较高的粘度和吸水性，作为食品添加剂已作为增稠剂、胶凝剂、悬浮剂和乳液稳定剂等广泛使用。研究发现，车前子壳中的阿拉伯木聚糖展现出优异的成膜性；本专利技术以阿拉伯木聚糖透明纸为基材，将纳米导电材料直接打印于基材表面，将大大推进导电材料的直接打印技术在透明电子元件领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可直接打印的透明导电纸，可有效突破石油基透明材料无法直接打印和制备工艺繁琐的技术瓶颈，为透明导电材料的直接打印制备奠定基础。本专利技术的技术方案是：一种可直接打印的透明导电纸，包括由阿拉伯木聚糖制成的透明纸，以及由导电材料直接打印在透明纸上形成的导电图形。本专利技术的进一步方案是，所述透明纸由浓度为5-20g/L的阿拉伯木聚糖溶液经烘干制成，所述透明纸的厚度为10-200μm，表面粗糙度为0.3-3nm。本专利技术的进一步方案是，所述阿拉伯木聚糖是从车前子壳中提取、纯化获得。本专利技术的再进一步方案是，所述阿拉伯木聚糖的提取采用热水浸提法。本专利技术的更进一步方案是，所述热水浸提法的固液比（w/v）为1:5-1:50，温度为40-70℃。本专利技术的再进一步方案是，所述阿拉伯木聚糖的纯化先进行多次复溶，再进行Sevage法脱蛋白处理。本专利技术的进一步方案是，所述阿拉伯木聚糖溶液在20-40℃的条件下进行恒温、恒湿烘干得到透明纸。本专利技术的进一步方案是，所述导电材料是在商用油墨中添加重量比（w/w）为5%-30%的纳米导电介质形成的导电纳米油墨。本专利技术的再进一步方案是，所述纳米导电介质是导电石墨烯、银纳米线、金纳米线中的一种，或多种的组合。采用以上技术方案的有益效果是：本专利技术利用阿拉伯木聚糖优异的成膜性，采用恒温恒湿进行烘干的方式和直接打印的方式将导电材料打印于透明纸表面，从而成功制备出透明导电纸。此透明导电纸具有较高的透明度，以及较低的表面粗糙度，较低的表面粗糙度将有效降低导电材料的短路概率，有助于提升导电材料的稳定性，可以作为石油基透明导电基材的潜在替代品，为透明电子元件的可打印制备奠定基础。本专利技术设计的阿拉伯木聚糖透明导电纸与普通纸张打印过程无差异，具有操作简单、可重复性高等优点。附图说明为了更清楚地阐明本专利技术中实施例或现有技术中的技术方案，对本专利技术涉及的技术方案利用附图作简单介绍，设计思路清晰明了，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域研究人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图推导出其他类似附图。图1是本专利技术的效果图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的研究人员容易理解，实施例所描述的内容仅适用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1本专利技术首先利用热水浸提法从车前子壳中提取阿拉伯木聚糖粗提液，经多次复溶和Sevage法脱蛋白处理获得阿拉伯木聚糖纯品，用该阿拉伯木聚糖纯品制备阿拉伯木聚糖溶液，于恒温、恒湿干燥箱中烘干成透明纸；将纳米导电介质均匀混合于商品油墨中形成导电纳米油墨，将导电纳米油墨直接打印于阿拉伯木聚糖膜表面从而成功制备出透明导电纸，其具体步骤如下所示：（1）阿拉伯木聚糖的提取：将车前子壳进行粉碎处理，颗粒大小为100目；精确称取车前子壳粉末5.0g，加入200mL蒸馏水，混合均匀后置于50℃水浴锅中提取12h；将提取液置于10000rpm离心机中离心10min，将上清液与沉淀进行分离，上清液即为阿拉伯木聚糖粗提液；将阿拉伯木聚糖粗提液置于冷冻干燥机中进行干燥处理，获得阿拉伯木聚糖粗粉末。（2）阿拉伯木聚糖的纯化：首先将阿拉伯木聚糖粗粉末重新溶于蒸馏水中，置于10000rpm离心机中离心10min去除沉淀，将上清液置于冷冻干燥机中进行干燥处理获得干燥的复溶样品；重复以上复溶操作2次；称取经过3次复溶处理的样品粉末2.0g溶于200mL蒸馏水中，制备1%浓度的阿拉伯木聚糖粗溶液；量取20mL阿拉伯木聚糖粗溶液与5mL氯仿/正丁醇（v/v=4:1）混合液，充分震荡处理30min，置于10000rpm离心机中离心10min，将水相与有机相进行分离，水相即为阿拉伯木聚糖纯溶液，置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥，获得阿拉伯木聚糖纯品。（3）阿拉伯木聚糖透明纸的制备：称取以上步骤（2）获得的阿拉伯木聚糖纯品2.0g，充分溶于100mL蒸馏水中，制成2%浓度的阿拉伯木聚糖溶液；量取2%浓度的阿拉伯木聚糖溶液50mL，置于塑料表面皿中，于30℃恒温培养箱中干燥成膜，即为阿拉伯木聚糖的透明纸。（4）银纳米线油墨制备：精确吸取0.02M硝酸银溶液5mL，加入30mL超纯水，充分混合均匀，于2000rpm磁力搅拌器搅拌的情况下缓慢滴加5mL的0.02M氯化钠溶液，白色沉淀生成后再加入0.2mmol葡萄糖。将缓和溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，于180℃反应24h，冷却、洗涤、干燥，获得银纳米线粉末。精确称取2g上述银纳米线粉末与10mL商品油墨超声波混合均匀，置于惠普Tank531彩色打印机的墨盒中备用。（5）阿拉伯木聚糖透明质的打印处理：裁取透明纸到A4纸尺寸，测量其厚度为20μm，贴附于普通A4打印纸上，直接于惠普Tank531彩色打印机上打印导电图形，获得如图1所示的透明导电纸，导电图形的表面电阻率仅为1×10-5Ω·cm。结果显示，利用彩色打印机可成功在阿拉伯木聚糖的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：包括由阿拉伯木聚糖制成的透明纸，以及由导电材料直接打印在透明纸上形成的导电图形。/n

【技术特征摘要】
1.一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：包括由阿拉伯木聚糖制成的透明纸，以及由导电材料直接打印在透明纸上形成的导电图形。


2.根据权利要求1所述的一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：所述透明纸由浓度为5-20g/L的阿拉伯木聚糖溶液经烘干制成，所述透明纸的厚度为10-200μm，表面粗糙度为0.3-3nm。


3.根据权利要求1或2所述的一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：所述阿拉伯木聚糖是从车前子壳中提取、纯化获得。


4.根据权利要求3所述的一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：所述阿拉伯木聚糖的提取采用热水浸提法。


5.根据权利要求4所述的一种可直接打印的透明导电纸，其特征在于：所述热水浸提法的固液...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，许伟，罗成，刘俊伟，邵荣，陈立根，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32