[发明专利]一种双排类纤维阵列排笔及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用金属箔制作的双排类纤维的阵列排笔及其制作方法。

背景技术

有机光电材料具有性能可控，容易加工等优点在电子学、光通讯、信息 存储、以及生命科学等领域呈现诱人的应用前景。目前制备有机光电材料的 方法多是通过旋涂法(Spincoating)、浸涂法(Dip-coating)、喷墨打印技术(Ink jetprinting)和丝网印刷法(Screenprinting)得到。为开发一种常温溶液加工 技术来开展定位精确的复杂微/纳米结构的光电功能纳米材料技术研究，中科 院理化所江雷课题组受中国毛笔利用一维各向异性结构纤维对液滴的定向输 运可以制备得到均匀涂层的启发，发展了通过利用一维各向异性结构纤维定 向排列得到纤维阵列，采用平行纤维阵列结构能够可控制备得到具有精确厚 度和宽度的微纳米尺度薄膜。但前期的这些研究工作都是在实验室完成，所 制备得到的纤维阵列结构目前存在如下问题：(1)所用纤维阵列为手工制作， 受操作者的个体差异限制；(2)单排动物毛的普通排笔是可以任意做出来的， 但要制成微米级的间隔排列、纳米级的尖部平齐，是靠手工根本做不到的；(3) 用复合材料和磨具复型出排笔单片时，其毛尖部的机械强度无法胜任刷膜的 要求；(4)用合成纤维拉制，两根毛的基本可实现批量的一致性。但多根毛 的，无论是国内外，均没有能机械化制作的范例。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种能够涂刷出均匀的纳米膜层 的双排类纤维阵列排笔。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种双排类纤维阵列排笔，包括两片金属箔，每片所述金属箔的下端均 设有若干个向下方延伸的间隔均匀的梳齿，相邻的梳齿之间从根部向上方延 伸开设有镂空槽，在最外侧的所述梳齿的外侧也开设有从根部向上方延伸开 设有镂空槽，所述两片金属箔交叉设置，使得金属箔上的梳齿间隔交叉布置。 采用上述结构后到达金属箔平面的微量液体在镂空槽的作用下迅速向整个金 属箔的两端铺展，使每一个梳齿的根部都能接触到液体。相邻的两个梳齿的 根部都与一个镂空槽的下部连接，液体会沿着两梳齿之间的缝隙迅速向梳齿 的头部滋润扩展。这种滋润扩展实际上是无数个小水珠在运动，当本发明的 排笔与供液系统连接后，无数个液体小水珠会到达两个金属箔的梳齿头部交 汇处时，在液体相互浸润吸引力和内聚力的作用下，会在两梳齿头部之间形 成一个上部是三角形，下部是圆弧的长水柱。用整个装置刷膜时，用微量液 体供应系统控制液体输入量。当本发明的排笔滑动时，始终是这个水柱的弧 面与刷膜基板接触，当排笔在运动中的液体消耗量与输入量平衡时即可刷出 均匀的纳米膜层来。

优选地，所述金属箔的中心位置处到梳齿的头部倾斜设置，使得金属箔 的截面形状为中心厚而梳齿头部薄的楔形形状。所述梳齿的根部厚、头部薄 的形状能够提高梳齿的机械强度。

优选地，所述两片金属箔成30度角交叉设置，交叉点与所述梳齿头部的 距离为50微米。

优选地，所述梳齿之间的间距为65微米，所述镂空槽的宽度为20微米。

优选地，所述金属箔为紫铜制成的宽度为6毫米，厚度为80微米，梳齿 的头部厚度为30微米的正方形金属箔。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种通过机械化的方法可以制备 得到具有规整排列结构的类纤维阵列排笔。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种制作如权利要求1所述排笔的方法，包括下述步骤：

将金属箔用微加工的方法制成方形形状；

用快速激光在金属箔的一端加工出间隔均匀的梳齿，然后再加工出从梳 齿根部向上方延伸的镂空槽；

将两片金属箔交叉设置，使得两片金属箔上的梳齿间隔交叉布置。本发 明采用的方法是通过机械加工的方法制备得到具有规整排练结构的类纤维阵 列排笔，所制备的阵列结构完全可以实现排笔功能，且能有效解决因人为原 因，及毛发种类，长短等原因造成的误差。有效解决通过常温方法实现有机 光电材料大面积低成本制备中存在的问题。

优选地，将金属箔用微加工的方法制成一半厚度均匀、另一半厚度逐渐 减小截面为楔形的方形形状；用快速激光在金属箔上楔形位置处加工出间隔 均匀的梳齿，然后再加工出从梳齿根部向上方延伸的镂空槽。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。