[发明专利]基于裂纹式柔性衬底的折叠式可拉伸电极及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于裂纹式柔性衬底的折叠式可拉伸电极及其制作方法。所述的制作方法包括：对柔性衬底进行加工处理以在所述柔性的衬底的表面形成裂纹结构，所述裂纹结构包括复数条取向一致的裂纹；至少在所述柔性衬底的裂纹结构上形成导电层。本发明的制作方法利用各种柔性衬底在不同处理方式下产生取向较为均匀裂纹的特点，经过表面修之后复合上导电材料，进而制备出具有可折叠特性的可拉伸电极，该电极还具有拉伸范围宽、电导能力高、稳定性优异等优点。

技术领域

本发明涉及一种可拉伸电极，特别涉及一种基于裂纹式柔性衬底的折叠式可拉伸电极及其制作方法，属于微纳电子器件技术领域。

背景技术

可拉伸电子器件是将电子元件与生物学相结合的一个日益重要的领域，由于人类社会对可穿戴器件和生物可植入设备的需求不断增长。例如，检测电生理学信号，建立人机器连接，或者提供方便的治疗等。而可拉伸电极作为连接所有电子元件以形成可拉伸电子产品的必要基础，因此具有宽拉伸范围，高电导能力以及稳定性好的可拉伸电极的制备受到广泛关注。

可拉伸电极主要通过两种方式制备。其中一种方法是在柔性衬底上构筑可拉伸结构再复合刚性或者具备一定柔性的导电材料。这些可拉伸结构包括：“波浪形”几何形状，蛇形互连结构，或者渗流网络结构。另一个侧重于新型可拉伸导电纳米材料的制备，包括碳纳米管，石墨烯，导电聚合物及他们的复合材料和新材料。

现有的可拉伸电极多采用在柔性衬底上复合上导电材料，通常需要使用例如光刻等较为复杂的工艺过程，并且制备出来的电极的拉伸范围较小，稳定性较差或者电导率低。除此之外，某些可拉伸电极为了增大拉伸范围而牺牲电导能力，或者为了提高导电材料与衬底的黏附性而牺牲了拉伸范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于裂纹式柔性衬底的折叠式可拉伸电极及其制作方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于裂纹式柔性衬底的折叠式可拉伸电极的制作方法，其包括：

对柔性衬底进行加工，以在所述柔性衬底的表面形成裂纹结构，所述裂纹结构包括复数条取向一致的裂纹；

至少在所述裂纹结构上形成导电层。

在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：采用物理处理和/或化学处理方式对柔性衬底进行加工，以形成所述的裂纹结构。

优选的，所述的裂纹为微米尺寸的裂纹。

优选的，所述裂纹的宽度为1-10μm。

在一些较为具体的实施方案中，所述的化学处理方式包括化学腐蚀方式。

优选的，所述的化学腐蚀方式包括酸处理。

在一些较为具体的实施方案中，所述的物理处理方式包括氧等离子体处理。

优选的，所述氧等离子体处理的时间为1-50min，功率10-500W，压强为1-500Pa。

在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法还包括：对所述裂纹结构进行表面修饰改性处理。

在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：在真空条件下采用(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷对所述裂纹结构进行表面修饰改性处理。

优选的，所述表面修饰改性处理时间5-300min。

优选的，所述(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷的用量为1-50μL/m²。

在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：使所述柔性衬底处于拉伸状态，并在所述裂纹结构上形成所述导电层。