[发明专利]基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法及装置

权利要求书

1.一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于包括以下各步骤：

(1)构建由压电晶片和叉指电极组成的一对声表面波换能器，并在声表面波换能器之间放置PDMS腔体，使PDMS腔体覆盖在压电晶片正中央；

(2)将光敏材料与纳米银线配置成液态预聚物，并通过微量注射泵的控制将其注入PDMS腔体；

(3)将声表面波换能器与信号发生器的两个输出通道相连，启动信号发生器，压电晶片在高频交变电场的作用下，其表面会产生高频振动并形成沿叉指电极垂直方向上传播的声表面波，通过调节信号发生器的输出频率，使PDMS腔体覆盖区域产生稳定的驻波场；

(4)液态预聚物中的纳米银线在驻波场中受到声辐射力的作用向附近的节线位置移动，使得纳米银线在液态预聚物中线性排布；

(5)待液态预聚物中的纳米银线线性排布稳定后，采用UV固化灯对PDMS腔体进行照射，使含有线性排布纳米银线的液态预聚物固化成型，从而获得含有线性排布纳米银线的柔性微米线电极(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于：所述步骤(3)通过改变声表面波换能器的工作频率，调节驻波场中节线的分布距离，从而调整纳米银线排布的间距，最终获得具有不同银线排布特征的柔性微米线电极(6)。

3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于：所述的液态预聚物(4)包括光敏材料与纳米银线，并通过超声搅拌混合处理得到。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于：所述的光敏材料以环氧丙烯酸树脂为基底，以安息香双甲醚作为光交联剂，两者混合而成，质量比为97：3。

5.根据权利要求1或3所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于：所述的纳米银线作为导电介质，直径约为100nm，长度约为10μm，纳米银线在液态预聚物中的填充量为质量分数15％。

6.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造方法，其特征在于：所述的声表面波换能器为均匀等周期叉指换能器、能激发单方向传播声表面波的单相单向型声表面波换能器或者具有多共振频率的叉指换能器。

7.用于实施权利要求1所述方法的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造装置，其特征在于：包括铌酸锂晶片(2)、叉指电极(1)、PDMS腔体(3)和UV固化灯(5)，在铌酸锂晶片(2)上形成有一对平行的叉指电极(1)，叉指电极(1)与铌酸锂晶片(2)构成声表面波换能器，声表面波换能器与信号发生器的两个输出通道相连，无盖的PDMS腔体(3)覆盖在铌酸锂晶片(2)的正中央，两个叉指电极(1)分别位于PDMS腔体(3)的两侧并呈对称分布，PDMS腔体(3)内充满有液态预聚物(4)，UV固化灯(5)置于PDMS腔体(3)正下方。

8.根据权利要求7所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造装置，其特征在于：所述的叉指电极(1)包括位于上层的金和位于下层的铬，叉指电极(1)通过光刻与蒸镀的方法在铌酸锂晶片(2)上形成。

9.根据权利要求7所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造装置，其特征在于：所述的液态预聚物(4)包括光敏材料与纳米银线，光敏材料以环氧丙烯酸树脂为基底，以安息香双甲醚作为光交联剂，两者混合而成，质量比为97：3；纳米银线作为导电介质，其直径约为100nm，长度约为10μm，纳米银线在液态预聚物中的填充量为质量分数15％。

10.根据权利要求7所述的一种基于声表面波的柔性微米线电极的制造装置，其特征在于：所述的声表面波换能器为均匀等周期叉指换能器、能激发单方向传播声表面波的单相单向型声表面波换能器或者具有多共振频率的叉指换能器。