[发明专利]一种电场诱导聚合物基功能梯度复合微米柱的制造方法

摘要

一种电场诱导聚合物基功能梯度复合微米柱的制造方法，先通过溅射、光刻、剥离等工艺制备具有微电极阵列的A极板和B极板，然后将配制好的复合材料溶液旋涂在衬底表面获得复合材料薄膜，通过接触法把复合材料薄膜转移到B微电极表面，然后使得A微电极与B微电极中心重合挤压B微电极表面粘附的复合材料液滴状溶液，预加热之后提拉A极板驱使复合材料被拉伸为复合材料微米柱，然后加热固化，最后通过腐蚀过渡层实现A极板的分离，得到两端带有A微电极和B微电极的聚合物基功能梯度复合微米柱阵列，本发明具有制造方法简单、粒子浓度连续变化且可控的优点。

主权项

一种电场诱导聚合物基功能梯度复合微米柱的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备具有微电极阵列的A极板和B极板，通过溅射、光刻、剥离工艺获得A极板和B极板：A极板包括A基底、A导电层、过渡层和A微电极，其中A导电层厚度100～1000nm，过渡层厚度50～500nm，A微电极厚度T1＝100～1000nm，过渡层和A微电极直径D1＝5～600μm，间距L1＝5～1000μm，中心距K1＝10～2000μm；B极板包括B基底、B导电层和B微电极，其中B导电层厚度100～1000nm，B微电极厚度T2＝100～1000nm，B微电极直径D2＝5～600μm，间距L2＝5～1000μm，中心距K2＝10～2000μm；2)制备聚合物和粒子的复合材料薄膜，按照聚合物和粒子重量比50:1～5:1配制复合材料溶液，通过真空处理去除复合材料溶液中的气泡，然后设置转速为200～3000转/分旋涂在衬底表面获得复合材料薄膜；3)转移复合材料薄膜到B微电极表面，先把B极板翻转使得B微电极表面与复合材料薄膜相向而对，然后降落B极板至B微电极表面与复合材料薄膜接触上；保持10～30秒，提升B极板使B微电极与衬底表面的复合材料薄膜完全脱离，B微电极表面会粘附复合材料液滴状溶液，实现复合材料薄膜转移到B微电极表面；4)制备具有粒子功能梯度的复合材料微米柱阵列，通过对准系统使A极板的A微电极与B极板的B微电极一一对应且中心点重合，降落A极板使A微电极与B极板的B微电极表面粘附的复合材料液滴状溶液接触，继续下降使得复合材料液滴状溶液完全覆盖A微电极表面；然后在50～75℃预加热处理5～100秒；提升A极板，A微电极与B微电极之间的复合材料被拉伸为复合材料微米柱；接通A导电层和B导电层，直流电压100～1000伏，施加电场驱动复合材料中的粒子迁移，使粒子连续地梯度分布；在85～160℃加热60～300秒使复合材料固化，得到具有粒子功能梯度的复合材料微米柱阵列；5)分离A极板得到两端带有A微电极和B微电极的聚合物基功能梯度复合微米柱阵列：将A极板、B极板和具有粒子功能梯度的复合材料微米柱阵列一起浸没在装有腐蚀液的液槽中，腐蚀液湿法腐蚀过渡层实现A极板的脱离；然后清洗吹干得到两端带有A微电极和B微电极的高度为H的聚合物基功能梯度复合微米柱阵列。