[发明专利]驻极电极及其制备方法、驻极装置

说明书

本发明公开了一种驻极电极及其制备方法、驻极装置。其中，该驻极电极为柔性的导电纳米棒阵列，所述导电纳米棒阵列包括：柔性高分子薄膜衬底；纳米棒阵列，形成于柔性高分子薄膜衬底之上，包含若干呈阵列分布的纳米棒；以及导电层，覆盖于纳米棒阵列之上，两个相邻纳米棒上覆盖的导电层之间存在距离。本公开的驻极电极在低电压驱动下就可以实现尖端放电，产生电晕放电现象，且制备工艺简单；驻极装置能够成功实现低电压驱动强电场输出，驱动电路装置简单，能耗低，而且还可以进行高温驻极；电极材料用料少，成本低；柔性电极材料可弯曲；同时实现了低碳环保的理念。

技术领域

本公开属于驻极技术领域，涉及一种驻极电极及其制备方法、驻极装置。

背景技术

驻极体具有体电荷的特性，其电荷不同于摩擦起电，既出现在驻极体表面，又存在于驻极体内部，在电子材料领域逐渐显示出应用潜力，由于驻极体可以提供一个稳定的电压，因此可以作为良好的直流电压源，应用于电子器件和电工测量仪表等方面，高分子聚合物驻极体的发现和使用，是声电换能材料的一次巨大变革，利用其可以制成电机、高压发生器、引爆装置、空气过滤器、逻辑电路中的寻址选择开关、声全息照相用换能器等，具有较大的潜在应用价值。

将驻极材料制成驻极体的装置为驻极装置，目前市场上驻极装置不少，但都需要极高的电压才能使得空气电离而实现驻极，能耗高，不够节能环保、绿色低碳；同时高电压电源需要的装置驱动电路复杂、笨重，因此，有必要提出一种能够实现低电压驱动强电场输出、布线工艺简单、节能环保的驻极装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种驻极电极及其制备方法、驻极装置，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种驻极电极，该驻极电极为柔性的导电纳米棒阵列，所述导电纳米棒阵列包括：柔性高分子薄膜衬底；纳米棒阵列，形成于柔性高分子薄膜衬底之上，包含若干呈阵列分布的纳米棒；以及导电层，覆盖于纳米棒阵列之上，两个相邻纳米棒上覆盖的导电层之间存在距离。

在本公开的一些实施例中，纳米棒阵列的密度介于10⁴mm^-2～10⁷mm^-2之间。

在本公开的一些实施例中，纳米棒的直径介于90nm～110nm之间；和/或纳米棒的长度介于1μm～20μm之间。

在本公开的一些实施例中，柔性高分子薄膜衬底的材料为如下材料中的一种：PTFE、Kapton、FEP、PMMA、PS、以及PET。

在本公开的一些实施例中，导电层的厚度介于100nm～200nm之间。

在本公开的一些实施例中，纳米棒阵列与柔性高分子薄膜衬底的材料相同，由柔性高分子薄膜经刻蚀后得到一体化的柔性高分子薄膜衬底与纳米棒阵列。

根据本公开的另一个方面，提供了一种驻极电极的制备方法，包括：在柔性高分子薄膜衬底上制作纳米掩膜；对带有纳米掩膜的柔性高分子薄膜衬底进行刻蚀处理，得到纳米棒阵列；以及在纳米棒阵列的表面沉积导电材料，得到柔性的导电纳米棒阵列。

在本公开的一些实施例中，柔性高分子薄膜衬底的材料为如下材料中的一种：PTFE、Kapton、FEP、PMMA、PS、以及PET；和/或柔性高分子薄膜衬底的厚度介于50μm～100μm之间；和/或纳米掩膜的材料为如下材料中的一种或几种：Au、Pt、Ti、以及Al；和/或纳米掩模的厚度介于5nm～10nm之间。

在本公开的一些实施例中，刻蚀处理采用电感耦合反应离子刻蚀的方式进行，刻蚀速率介于300nm/min～400nm/min之间。

根据本公开的又一个方面，提供了一种驻极装置，该驻极装置的驻极电极为本公开提到的任一种驻极电极。