[发明专利]一种基于聚多巴胺的制备图案化金属薄膜的方法及其产品

说明书

本发明公开了一种基于聚多巴胺的制备图案化金属薄膜的方法及其产品，制备方法是先将洁净的基底浸没在pH 6～9、浓度为0.1～10mg/mL的多巴胺溶液中至基底表面形成聚多巴胺膜，取出用水冲洗后氮气吹干，得附有聚多巴胺膜的基底；然后将所得附有聚多巴胺膜的基底上放置光掩膜，然后在紫外光强为10～35mw/cm²条件下照射3～15分钟，再用双蒸水清洗，氮气吹干，得紫外氧化聚多巴胺的基底；最后在紫外氧化聚多巴胺的基底上沉积金属离子即可；本发明的方法适用于任意固体材料，既可为平面基底上也可以为曲面或多孔面基底，并且可制备不同图案化金属；制得的图案化金属薄膜有望在微电路、微阵列和生物检测方面应用。

技术领域

本发明属于电气元件领域，具体涉及一种基于聚多巴胺的制备图案化金属薄膜的方法，还涉及由该方法制得的图案化金属薄膜。

背景技术

图案化的金属薄膜在各种新型便携式电子器件中作为电极、触点或连接线有着重要作用。传统微电子工业中通常采用光刻加磁控溅射来制备图案化的金属薄膜，这一方法精度高，但费用高昂、周期冗长，且需要大型设备支持，更关键的是这一方法只适用与少数几种无机硬质基体材料如硅片、玻璃、石英等；另外一种常用的方法是基于打印的技术，但这类技术也需要对基体的表面进行处理，以保证打印金属和基体的附着强度和稳定性，很多时候还需要对打印后的基体进行加热退火、化学还原、光照等后处理，以提高附着强度和金属薄膜的导电性。

因此急需一种普适、通用的制备图案化金属薄膜的方法，适用于任意固体材料表面，且可制备不同的图案化金属，如金、银、铜等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于聚多巴胺的制备图案化金属薄膜的方法；本发明的目的之二在于提供由上述方法制得的图案化金属薄膜。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种基于聚多巴胺的制备图案化金属薄膜的方法，其原理示意图如图1所示，具体步骤如下：

(1)聚多巴胺膜的制备：将洁净的基底浸没在pH 6～9、浓度为0.1～10mg/mL的多巴胺溶液中至基底表面形成聚多巴胺膜，取出用水冲洗后氮气吹干，得附有聚多巴胺膜的基底；

(2)紫外氧化聚多巴胺：将步骤(1)所得附有聚多巴胺膜的基底上放置光掩膜，然后在紫外光强为10～35mw/cm²条件下照射3～15分钟，然后用双蒸水清洗，氮气吹干，得紫外氧化聚多巴胺的基底；

(3)金属图案化：将紫外氧化聚多巴胺的基底上沉积金属离子，得图案化金属薄膜。

本发明中，基底可以为平面基底，也可以为曲面或多孔面基底，材质可以为任意材质，如载玻片、涤纶片、硅片、聚丙烯片、树叶或聚二甲基硅氧烷。因此，本发明为一种普适、通用的制备图案化金属薄膜的方法。

优选的，步骤(1)为将洁净的基底浸没在pH 6～9、浓度为0.1～10mg/mL的多巴胺溶液中10～30分钟，取出用水冲洗后，在pH 6～9、浓度为0.1～10mg/mL的多巴胺溶液中重复浸若干次，取出用水冲洗后氮气吹干，得附有聚多巴胺膜的基底。

优选的，步骤(1)为将洁净的基底浸没在pH在8.5、多巴胺浓度为1～2mg/mL的溶液中7小时，取出后用水冲洗，氮气吹干，得附有聚多巴胺膜的基底。更优选的，多巴胺浓度为2mg/mL，常用pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液配制。

优选的，步骤(3)中，所述沉积的金属离子为金离子、银离子或铜离子。

更优选的，沉积金离子的方法为将紫外氧化聚多巴胺的基底插入0.01％HAuCl₄溶液与0.4mM盐酸羟胺溶液等体积混合的溶液中，18～25℃下反应3～30分钟，取出用双蒸水清洗，氮气吹干。