[发明专利]一种纤维液桥薄膜制备装置

说明书

本发明提供一种纤维液桥薄膜制备装置，包括可三维移动的纤维液桥单元，所述纤维液桥单元包括一纤维，所述纤维沿水平方向绷直悬设于薄膜基底的表面，所述纤维的两端对称设有两毛细管件，且所述纤维的两端分别插设于两毛细管件内，所述纤维的直径小于所述毛细管件的内径，所述两毛细管件远离所述纤维绷直部分的一端为用于吸取薄膜原液的吸液端，靠近所述纤维的一端为流出所述薄膜原液的出液端，由此所述两毛细管件内流出的薄膜原液沿着所述纤维形成液桥。本发明通过引入毛细管和纤维形成液桥，由此可以有效地降低刷膜过程中液膜的厚度，从而可以控制溶液的退浸润过程，能够实现均匀的大面积薄膜印刷。

技术领域

本发明属于薄膜制备技术领域，具体涉及一种纤维液桥薄膜制备装置。

背景技术

薄膜材料的应用可谓涉及到当今科学前沿的方方面面，无论从最近大热的有机发光器件，新兴的量子点发光器件，有机或者钙钛矿电阳能薄膜器件还是生物或化学传感器，无一不需要用到薄膜的制备技术。例如有机薄膜太阳能电池中，其层状结构的每个功能层，阴极层，阳极层和有机层均需要通过薄膜制备技术来实现其叠加结构。例如OLED或QLED发光器件，它是层状的串联结构，薄膜制备技术同样是此种类型器件制备的关键所在。而均匀可控的薄膜制备方法不论在科学研究，还是工业生产中，都是一种不可缺少的技术手段，它的发展越来越受到科研人员的关注。传统的薄膜制备方法有：旋涂法、沉积法、刮涂法和喷墨打印法，这些方法虽各有优势，但均不适用大规模的工业生产。尤其是上述方法制备薄膜结构时，由于溶液中的纳米颗粒受到瑞利不稳定因素的影响而产生咖啡环效应，易导致薄膜不均匀，影响薄膜结构的性能。

发明内容

本发明针对现有技术中薄膜制备存在厚度不均匀、不适用大规模工业化生产的问题，提供一种纤维液桥薄膜制备装置，通过引入毛细管和纤维形成液桥，由此可以有效地降低刷膜过程中液膜的厚度，从而可以控制溶液的退浸润过程，能够实现均匀的大面积薄膜印刷。

本发明采用如下技术方案：

一种纤维液桥薄膜制备装置，包括可三维移动的纤维液桥单元，所述纤维液桥单元包括一纤维，所述纤维沿水平方向绷直悬设于薄膜基底的表面，所述纤维的两端对称设有两毛细管件，且所述纤维的两端分别插设于两毛细管件内，所述纤维的直径小于所述毛细管件的内径，所述两毛细管件远离所述纤维绷直部分的一端为用于吸取薄膜原液的吸液端，靠近所述纤维的一端为流出所述薄膜原液的出液端，由此所述两毛细管件内流出的薄膜原液沿着所述纤维形成液桥；所述三维移动的方向至少包括平行或垂直于所述薄膜基底移动的方向。

优选地，所述纤维距离所述薄膜基底的高度为0 μm ~ 160 μm。

优选地，所述薄膜原液与薄膜基底之间的浸润性关系为浸润或者超级超浸润，接触角小于30°。

优选地，所述纤维的直径为80 μm ~ 240 μm。

优选地，所述纤维为天然纤维和人造纤维。

优选地，所述两毛细管件的间隔宽度以所需制备的薄膜的宽度为准。

优选地，所述毛细管件的内径为500 μm ~1500 μm。

优选地，所述三维移动的移动速度为10 μm/s~200000 μm/s。

本发明的有益效果如下：

本发明通过引入毛细管和纤维形成液桥，由此可以有效地降低刷膜过程中液膜的厚度，从而可以控制溶液的退浸润过程，能够实现均匀的大面积薄膜印刷。利用本发明的装置进行薄膜的制备，能够有效地节约薄膜原材料的用量，避免环境污染，而且可以广泛地应用于各种材料大面积均匀薄膜的构造，诸如无机纳米材料、有机半导体材料、有机高分子材料、光子晶体材料、无机半导体材料，磁性纳米材料等。此外，本发明的薄膜制备装置操作简单，设备成本低廉，推广应用价值高。

附图说明