[发明专利]基于均匀石墨烯微滴喷射的3D嵌入式柔性太赫兹超材料微结构制备方法

摘要

本发明公开了一种基于均匀石墨烯微滴喷射的3D嵌入式柔性太赫兹超材料微结构制备方法，用于解决现有柔性太赫兹超材料制备方法实用性差的技术问题。技术方案是首先将第一层液态PDMS涂在PET上并置于压电喷嘴正下方，压电喷嘴将石墨烯溶液离散成皮升量级的均匀微滴且稳定喷射；其次，在PDMS上分别打印一到三层石墨烯图案，最终形成封装的三维嵌入式柔性太赫兹超材料微结构。本发明将均匀微滴喷射技术和嵌入式打印技术引入太赫兹超材料微结构的制备中，可制备三维柔性THz超材料，打印分辨率提高一个量级，实用性好。

主权项

1.一种基于均匀石墨烯微滴喷射的3D嵌入式柔性太赫兹超材料微结构制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、清洗压电喷嘴(7)、输液管(6)和储液器(5)，清洗时间20‑30min，清洗完成后烘干备用；将压电喷嘴(7)固定在悬梁(8)上，通过输液管(6)将储液器(5)与压电喷嘴(7)连通；步骤二、将石墨烯溶液转移到储液器(5)内，手动挤压储液器(5)，使石墨烯溶液流经输液管(6)到达压电喷嘴(7)，调节压电陶瓷驱动器(10)的输出脉宽和频率，调节范围分别为5‑40μs、0.1‑10Hz，直至压电喷嘴(7)喷射出均一稳定的石墨烯微滴(4)；步骤三、将处于粘流态的PDMS涂覆在支撑材料PET上，静置1h除去内部气泡后作为液态基板(3)备用；步骤四、在计算机(12)中写入打印程序，调整三维运动平台(1)的移动速度，调节范围0.01‑1mm/s，将液态基板(3)置于压电喷嘴(7)正下方，启动打印程序，打印第一层石墨烯图案；步骤五、打印完毕后利用温度控制器(11)对液态基板(3)加热，加热温度为80℃，0.5h后停止加热，液态的PDMS完全固化；步骤六、在固化的PDMS上涂覆第二层液态PDMS，置于压电喷嘴(7)正下方，调整三维运动平台(1)的移动速度，调节范围0.01‑1mm/s，启动打印程序，打印第二层石墨烯图案；步骤七、打印完毕0.5h后利用温度控制器(11)对液态基板(3)加热，加热温度为80℃，0.5h后停止加热，第二层液态的PDMS完全固化；步骤八、在第二层固化的PDMS上涂覆第三层液态PDMS，置于压电喷嘴(7)正下方，调整三维运动平台(1)的移动速度，调节范围0.01‑1mm/s，启动打印程序，打印第三层石墨烯图案；步骤九、打印完毕1h后利用温度控制器(11)对液态基板(3)加热，加热温度为80℃，0.5h后停止加热，第三层液态PDMS完全固化；步骤十、将PDMS整体从支撑材料上剥离，干燥后的石墨烯和固化的PDMS共同形成封装的3D嵌入式柔性太赫兹超材料微结构。