一种透气型仿生黏附材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种透气型仿生黏附材料及其制备方法，包括：将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到非固化混合物；将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到仿生黏附材料。与现有技术相比，本发明专利技术制备的仿生黏附材料的微结构单元与皮肤之间形成更强的范德华力，从而在宏观上实现与皮肤更好的干黏附性，相对传统压敏胶的湿黏附电极片对皮肤产生的刺激更少，佩戴更加舒适，具有多次使用的反复性。因此，本发明专利技术改变了传统的粘接技术，通过干黏附实现了舒适安全的使用性和粘脱的反复性，安全性高，可重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种透气型仿生黏附材料及其制备方法
本专利技术涉及皮肤黏附
，尤其涉及一种仿生黏附材料及其制备方法。
技术介绍
可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。作为一种新型可穿戴设备，电子皮肤又称为可穿戴柔性仿生触觉传感器，是贴在“皮肤”上的电子设备，因而习惯性的被称为电子皮肤。相较于传统的刚性触觉传感器，电子皮肤更加轻薄柔软，可被加工成各种形状，像衣服一样附着在人体表面。目前，电子皮肤主要应用于人体生理参数检测和机器人柔性触觉传感器两大领域。通过将电子皮肤安装到人体对应的关键部位，从而实现人体心率、血压、肌肉张力等生理参数的检测。皮肤黏附技术是现代医疗卫生领域和可穿戴设备重点解决的问题。当前黏附技术是以压敏胶为主的湿黏附，例如，申请号为200710158772.8的中国专利技术专利报道了一种生物黏附性环孢素A固体脂质纳米粒原位凝胶制剂及其制备方法，此制剂包括治疗有效量的环孢素A、乳化剂、脂质材料及电荷调节剂/包衣材料等，每1000ml制剂中包含：环孢素A0.05g-5.0g，脂质材料0.0g-50g，乳化剂0.5g-60g，包衣材料0.1g-30g，凝胶基质200.0g-500.0g，纯化水加1000ml。申请号为201911257566.1的中国专利技术专利报道了一种黏附性羟丁基壳聚糖及其制备方法、适用于老年皮肤的可逆黏附性伤口敷料及其制备方法，在羟丁基壳聚糖上接枝邻苯二酚基团，得到既具有温敏性特征，又具有较好的湿粘附特性的黏附性羟丁基壳聚糖，其与辅料配合即可得到适用于老年皮肤的可逆黏附性敷料。但是，现有技术中报道的这种湿黏附是一次性的，造成了资源的浪费；另一方面，湿黏附对皮肤过敏者存在安全隐患，粘接过程中压敏胶黏附的舒适度欠佳，脱粘过程则会有强烈的撕痛感。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种透气型仿生黏附材料的制备方法，安全性高，可重复使用。有鉴于此，本专利技术提供了一种透气型仿生黏附材料的制备方法，包括以下步骤：将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到非固化混合物；将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到透气型仿生黏附材料。优选的，所述液态高分子聚合物为液体有机硅橡胶。优选的，所述液体有机硅橡胶的布氏粘度在20000cps以下，固化后强度在4.0MPa以上。优选的，所述导电材料为导电炭黑。优选的，所述模具的微结构为吸盘状、蜂窝状或分离六边形。优选的，所述模具按照如下方法制备：根据目标微结构设计基础图案单元，在玻璃-铬模板上通过电子束直写技术刻蚀出对应图案；在硅晶圆表面涂覆一层光刻胶，通过所述玻璃-铬模板的曝光，将模板上的图案形状复制到光刻胶上，显影后去除余胶；通过干法刻蚀或湿法刻蚀，以光刻胶上的图案为保护层，刻蚀硅晶圆，得到微结构图案；利用溶剂洗除微结构硅晶圆表面残留的光刻胶；对微结构硅晶圆模板表面氟化处理后，得到模具。优选的，所述微结构的单元尺寸在百微米以下。优选的，所述加热的温度为70-100℃，加热时间为1-5h。优选的，还包括：将液体有机硅橡胶和导电炭黑混合，涂覆在玻璃片上，放置在匀胶机上高速旋转获得十微米以下的厚度；将所述透气型仿生黏附材料水平放置于玻璃片表面，玻璃片表面的混合物由毛细作用吸附到透气型仿生黏附材料的微结构末端，放入烘箱并抽真空，得到固化的末端膨大的微结构混合导电材料；将所述固化的末端膨大的微结构混合导电材料取下，裁剪成所需形状。优选的，所述透气型仿生黏附材料微结构为蜂窝状微结构或分离六边形微结构。本专利技术提供了一种透气型仿生黏附材料的制备方法，包括：将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到非固化混合物；将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到透气型仿生黏附材料。与现有技术相比，本专利技术制备的透气型仿生黏附材料的微结构单元与皮肤之间形成更强的范德华力，从而在宏观上实现与皮肤更好的干黏附性，相对传统压敏胶的湿黏附电极片对皮肤产生的刺激更少，佩戴更加舒适，具有多次使用的反复性。因此，本专利技术改变了传统的粘接技术，通过干黏附实现了舒适安全的使用性和粘脱的反复性，安全性高，可重复使用。附图说明图1为本专利技术实施例1的吸盘状透气型仿生黏附材料制备示意图；图2为本专利技术实施例1制备的吸盘状透气型仿生黏附材料微观结构图；图3为本专利技术实施例2制备的蜂窝状透气型仿生黏附材料微观结构图；图4为本专利技术实施例3制备的蜂窝状末端膨大透气型仿生黏附材料微观结构图；图5为本专利技术实施例4制备的分离六边形透气型仿生黏附材料微观结构图；图6为本专利技术实施例5制备的分离六边形末端膨大透气型仿生黏附材料微观结构图；图7为本专利技术实施例1制备的吸盘状透气型仿生黏附材料的干黏附方法示意图；图8为蜂窝状微结构、分离六边形微结构制备及其末端膨大制备示意图；图9为心电图测试电极片。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种透气型仿生黏附材料的制备方法，包括以下步骤：将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到混合物；将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到透气型仿生黏附材料。本专利技术选择一种液态高分子聚合物以及导电材料充分混合，在具有特殊微结构且经过氟化处理的模具表面压印，合适温度加热一段时间后脱模，液态聚合物硫化成固态并在表面修饰成型特殊微结构，单个微结构单元之间的范德华力在宏观上表现为干黏附，代替了以压敏胶为主的湿黏附，所述制备方法为液态高分子聚合物和导电材料混合物压印成型。作为优选方案，所述液态高分子聚合物为液体有机硅橡胶。所述液体有机硅橡胶的布氏粘度优选在20000cps以下，固化前具有良好的流动性，易脱泡，更便于浇筑工艺的实现。固化后强度优选在4.0MPa以上，固化后具有比较良好的强度和拉伸率，成型后使用牢靠性佳，不易损坏。作为优选方案，所述导电材料为可导电的纳米级材料，更优选为包括导电炭黑或纳米金属线。本专利技术采用导电炭黑作为导电材料，易于从市场上购买，相对于纳米金属线，价格更为便宜。本专利技术选用了液体有机硅橡胶作为干黏附的基材，硅橡胶是一款环保型材料，无毒无害，且柔韧性佳，对皮肤友好。本专利技术采用的液态高分子聚合物和导电材料的质量比优选为10:1。作为优选方案，所述模具的微结构为吸盘状、蜂窝状或分离六边形。本专利技术选用了硅晶圆光刻和刻蚀技术实现模具制备，操作简单，效率高，成本低廉，可以加工出不同形状的微结构阵列。作为优选方案，所述模具按照如下方法制备：根据目标微结构设计基础图案单元，在玻璃-铬模板上通过电子束直写技术刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透气型仿生黏附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到非固化混合物；/n将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到透气型仿生黏附材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种透气型仿生黏附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将液态高分子聚合物和导电材料混合，得到非固化混合物；
将所述混合物在具有微结构且经过氟化处理的模具表面压印，加热后脱模，得到透气型仿生黏附材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液态高分子聚合物为液体有机硅橡胶。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述液体有机硅橡胶的布氏粘度在20000cps以下，固化后强度在4.0MPa以上。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电材料为导电炭黑。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模具的微结构为吸盘状、蜂窝状或分离六边形。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模具按照如下方法制备：
根据目标微结构设计基础图案单元，在玻璃-铬模板上通过电子束直写技术刻蚀出对应图案；
在硅晶圆表面涂覆一层光刻胶，通过所述玻璃-铬模板的曝光，将模板上的图案形状复制到光刻胶上，显影后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迁，胡卓扬，崔恩华，陈健，戴振东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京艾德恒信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32