一种规整微纳米锥阵列结构导电膜、其制备方法和应用

技术特征：
1.一种规整微纳米锥阵列结构导电膜的制备方法，包括以下步骤：(1)采用阳极氧化法在铝基底上制备出单层或双层锥型阳极氧化铝模板；(2)采用化学原位聚合法将导电聚合物的单体聚合到步骤(1)得到的单层或双层锥型阳极氧化铝模板的孔壁上，所述导电聚合物的单体为吡咯、苯胺或噻吩；(3)采用旋涂法将柔性高聚物的溶液旋涂到步骤(2)得到的表面附有导电聚合物的单层或双层锥型氧化铝模板上，然后放置在真空干燥箱中，真空条件下进行高温处理，所述柔性高聚物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯或聚丙烯腈；(4)将带有铝基底的真空高温处理后的表面附有导电高聚物和柔性高聚物复合涂层的单层或双层锥型阳极氧化铝模板放入盐酸和氯化铜的混合液中去除铝基底；(5)将步骤(4)得到的表面附有导电高聚物和柔性高聚物复合涂层的单层或双层锥型阳极氧化铝模板放置于磷酸水溶液中去除锥型阳极氧化铝模板，得到单层或双层规整微纳米锥阵列结构导电膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中制备单层锥形氧化铝模板时，反应溶液为1wt％h3po4和浓度为0.03-0.3m c2h2o4混合液，氧化电压分别为200v，190v，180v，170v，150v，130v依次递减，对应的c2h2o4浓度分别为0.03m，0.05m，0.07m，0.1m，0.2m，0.3m依次递增，反应时间为10-40min；制备双层锥形氧化铝模板的方法是将所述的单层锥形阳极氧化铝模板在0.1-0.4m草酸溶液中阳极氧化0.5-30min，反应温度为0～3℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的具体方法为：将表面附有锥型阳极氧化铝的铝基底浸入浓度为0.2-0.4m的导电聚合物单体的水溶液中，磁力搅拌20-35min，之后添加同等体积含有0.3-0.7m对甲苯磺酸和0.3-0.6m三氯化铁的混合水溶液，磁力搅拌条件下聚合时间40-80min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述柔性高聚物的溶液的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，溶质质量分数为10-25wt％，旋涂机转速为500-4000r/min，旋涂时间为10-30s；真空干燥箱温度为80-160℃，时间为1-3.5h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述盐酸和氯化铜的混合溶液中盐酸的浓度为5-25wt％，氯化铜的浓度为0.05-0.15mol/l。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，磷酸水溶液的质量分数为10-30wt％，反应温度为20-60℃。7.一种由权利要求1-6中任一项的制备方法制备的规整微纳米锥阵列结构导电膜，其特征在于：所述单层规整微纳米锥阵列结构导电膜的微纳米锥的直径为50nm-500nm、高度为100nm-20μm；所述双层规整微纳米锥阵列结构导电膜中，底层纳米柱的直径为50nm-500nm、高度为100nm-20μm，顶层纳米柱的直径为50nm-100nm、高度为10nm-1000nm。8.一种用权利要求7所述规整微纳米锥阵列结构导电膜在制备互锁压阻传感器方面的应用，其特征在于：首先，取两片所述规整微纳米锥阵列结构导电膜，在两片导电膜有纳米锥一面的同侧边缘处，分别用导电银胶粘贴一条形导电电极，并于室温下自然烘干；再将上述两片导电膜的纳米锥面面对面放置，并使两个条形电极向同一方向伸出，然后进行封装，得到所述互锁压阻传感器。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述规整微纳米锥阵列结构导电膜的大小
为(1-2)cm*(1-2)cm；所述条形导电电极为铜片、金片、钛片或铂片，或者是磁控溅射的铜、铂、钛或它们的复合涂层电极。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述封装方法为用柔性胶带封装，所述柔性胶带为聚氯乙烯胶带或聚氨酯胶带。

技术总结
本发明公开了一种规整微纳米锥阵列结构导电膜、其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)采用阳极氧化法制备出锥型阳极氧化铝模板；(2)采用化学原位聚合法将导电聚合物的单体聚合到步骤(1)锥型阳极氧化铝模板的孔壁上；(3)将柔性高聚物的溶液旋涂到步骤(2)得到的锥型氧化铝模板上，并放置在真空干燥箱中高温处理；(4)将真空高温处理后的锥型氧化铝模板放入盐酸和氯化铜的混合液中去除铝基底；(5)将步骤(4)得到的模板放置于磷酸水溶液中去除锥型阳极氧化铝模板。该方法制备的导电膜同时具备导电聚合物的导电性和柔性高聚物的柔韧特性，制得的互锁压阻传感器灵敏度高、量程大。程大。程大。


技术研发人员：刘皓 吴丽 鲁亚稳
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/10/11