[发明专利]一种水凝胶基电子学器件及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种水凝胶基电子学器件，包括水凝胶基底、导电或半导体材料网格结构功能层和粘附层；

所述导电或半导体材料网格结构功能层位于所述水凝胶基底表面或内部；

构成所述粘附层的材料为导电聚合物；

所述粘附层粘附所述水凝胶基底和所述导电或半导体材料网格结构功能层；

所述导电聚合物为聚3，4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐；

所述导电或半导体材料网格结构功能层由下述方法制得：

1）静电纺丝法制备聚合物自支撑网格结构；

2）以上述聚合物自支撑网格结构为基底进行磁控溅射或气相沉积，得到聚合物自支撑的导电或半导体材料网格；

所述粘附层由下述方法制得：将所述导电或半导体材料网格和水凝胶基底置于EDOT：PSS前驱体溶液中浸泡至充分水合，通过电化学原位聚合生成导电聚合物粘附层。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：所述聚3，4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐为聚3，4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸钠。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：所述水凝胶基底的形状为任意形状；

所述水凝胶基底为隐形眼镜。

4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于：所述水凝胶基底的形状为曲面或平面；

5.根据权利要求1-4任一所述的器件，其特征在于：所述器件还包括导线；所述导线连接所述导电或半导体材料网格结构功能层和外部设备。

6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于：所述外部设备为电源、信号放大器或电脑。

7.一种制备权利要求1-6中任一所述水凝胶基电子学器件的方法，包括：

将导电或半导体材料网格和水凝胶基底置于EDOT：PSS前驱体溶液中进行电化学原位聚合，聚合完毕而得。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述电化学原位聚合步骤中，所述EDOT：PSS前驱体溶液由EDOT 和PSS盐及水组成；所述EDOT的浓度为0.012-0.015M；所述PSS盐的浓度为0.020-0.030 M；

所用电化学工作站为 CHI600e电化学工作站；

所用电极中，对电极为铂丝；参考电极为Ag/AgCl；

工作模式为恒电流；

电流密度为0.25-0.75 mA/cm²；

聚合时间为100-1000s。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述PSS盐为PSSNa；

所述电流密度为0.5mA/cm²。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述EDOT的浓度为0.014M；所述PSS盐的浓度0.025M。

11.根据权利要求7-10中任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：在所述电化学原位聚合之前，将所述导电或半导体材料网格和水凝胶基底置于EDOT：PSS前驱体溶液中浸泡至充分水合；

在所述电化学原位聚合之后，将所得产物浸泡于缓冲溶液中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述浸泡步骤中，浸泡时间为1.5-2.5h；

所述缓冲溶液为磷酸缓冲液PBS。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述浸泡步骤中，浸泡时间为2h。

14.权利要求1-6任一所述水凝胶基电子学器件在制备可穿戴器件、植入式或非植入式器件或生物相容性材料中的应用。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于：所述器件为生物相容性器件、信号记录器件或刺激器件。