一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法

本发明属于转移，具体涉及一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法。

背景技术：

1、在半导体工业推动下，光刻、纳米压印等微纳米图案化技术可以对平面的材料进行相关高精度及高效地加工，但这种加工方式对非平面化的基板无法适用。另外，对于一些有机溶剂敏感的表面，转移微结构成为可行的方法。过去的研究发展了各种微结构的转移方法，来解决各种不适用传统制造方法的表面微结构构建问题。《先进功能材料》(advancedfunctional materials，2018年，第28期)报道了一种方法，其使用粘性可变的水凝胶胶膜对在初始基板上的纳米膜进行粘附拾取，并在目标表面上释放，从而实现转移打印。该方法对于比水凝胶膜表面微纳米柱更小的微纳米结构无法进行转移，且在转移时会对目标表面产生损害性的应力无法适用于脆弱表面。《纳米尺度》(nanoscale，2016年，第8卷第10期)报道了一种使用紫外胶将银纳米线薄膜进行转移的方法，该转移方法会留下无法移除的残留物，从而大大限制微结构的构筑。《小方法》(small methods，2022年，第6卷第1期)报道了一种将银纳米线热压入聚乙烯醇水印膜中，以聚乙烯醇膜作为牺牲层，进行水印法转移银纳米线网络的方法，该方法在热压的过程中实现了对银纳米线网络的焊接从而实现了银纳米线透明电极低方阻的良好性能。但该方法在转移上属于水转印法，对纳米线薄膜有焊接的要求，且转移对象有限。另外，水转印法往往精度不高，甚至需要特殊的对齐器来辅助对齐。

2、另外，在电子皮肤领域，如果可以将电学器件无基底地直接保形转移到皮肤上，可以有效消除因电学器件与皮肤粘附力以及适应性不足带来的运动伪影和信号失真。

3、因此，如何方便简单，绿色环保地对微纳米结构进行转移，将微纳米结构转移到各类非平面，以及生物表面是转移方法需要解决的一大难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法，本发明提供的方法简单、容易操作以及环保，可以将微纳米结构转移至各种非平面以及生物表面。

2、本发明提供了一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法，包括以下步骤：

3、a)在具有微纳米结构的初始基底表面附着糖水溶液，干燥形成糖膜后，从初始基底上剥离糖膜，得到的糖膜内封装着微纳米结构；

4、b)在目标基底表面上浸润含水液体，将封装着微纳米结构的糖膜的微纳米结构一面覆盖在目标基底表面后，使糖膜黏附于目标基底表面；

5、c)用水将黏附有糖膜的目标基底的糖膜溶解，实现微纳米结构转移至目标基底表面。

6、优选的，所述糖水溶液中的糖选自水溶性糖，所述水溶性糖选自葡聚糖、黄原胶、魔芋多糖、普鲁兰多糖中的一种或多种。

7、优选的，所述糖水溶液的浓度为0.01～20wt％，加在初始基底上的糖水溶液体积与初始基底面积之比为0.01～0.5ml/cm2，最终形成的糖膜厚度应在1μm～2mm之间，太厚的糖膜不适合粗糙以及非平面表面。

8、优选的，所述微纳米结构选自纳米线薄膜，micro-led或微球阵列。

9、优选的，从初始基底上剥离糖膜的方法包括以下方法中的任意一种：

10、方法1)：初始基底选择疏水性初始基底，在进行干燥步骤时，实现糖膜的自剥离；

11、方法2)：所述初始基底具有牺牲层，在初始基底上形成糖膜后使用牺牲模板法实现糖膜的剥离。

12、优选的，所述含水液体选自可与水混溶的有机溶剂的水溶液，所述有机溶剂选自丙酮和醇类中的一种或多种，优选的，所述醇类选自乙醇，所述水与乙醇的体积比为1:9～7:3。

13、优选的，所述目标基底选自玻璃、塑料、瓷器、金属、木材、布料、纸张、皮肤、指甲、头发、脏器包膜。

14、优选的，施加一定压力的方式包括带丁腈手套以手施加下压力，或使用气流产生下压力使糖膜平整粘在目标表面。

15、优选的，利用水将糖膜溶解后形成的糖溶液经过过滤和浓缩可以重复使用。

16、与现有技术相比，本发明提供了一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法，包括以下步骤：a)在具有微纳米结构的初始基底表面附着糖水溶液，干燥形成糖膜后从初始基底上剥离糖膜，得到的糖膜内封装着微纳米结构；b)在目标基底表面上浸润含水液体，将封装着微纳米结构的糖膜的微纳米结构一面覆盖在目标基底表面后，使糖膜黏附于目标基底表面；c)用水将黏附有糖膜的目标基底的糖膜溶解，毛细作用力使微纳米结构与目标基底紧紧贴合，实现微纳米结构转移至目标基底表面。该方法简单容易操作，常温常压下单人即可完成。该方法可以仅仅使用水和少量乙醇就达成向非平面以及生物表面转移微纳米结构的目的。转移后，其微观结构以及光学和电学性能可以得到很好维持，无其他物质残留。转移全程无需粘附剂，甚至可以去除微纳米结构制造过程中产生的可溶性杂质。糖膜可以包裹住微结构达到封装效果从而使其隔绝空气，长时间保护微结构不受机械以及化学损伤。

技术特征：

1.一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述糖水溶液中的糖选自水溶性糖，所述水溶性糖选自葡聚糖、黄原胶、魔芋多糖、普鲁兰多糖中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述糖水溶液的浓度为0.01～20wt％，加在初始基底上的糖水溶液体积与初始基底面积之比为0.01～0.5ml/cm2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纳米结构选自纳米线薄膜，micro-led或微球阵列。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从初始基底上剥离糖膜的方法包括以下方法中的任意一种：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含水液体选自可与水混溶的有机溶剂的水溶液，所述有机溶剂选自丙酮和醇类中的一种或多种，优选的，所述醇类选自乙醇，所述水与有机溶剂的体积比为1:9～7:3。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标基底选自玻璃、塑料、瓷器、金属、木材、布料、纸张、皮肤、指甲、头发、脏器包膜。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，施加一定压力的方式包括带丁腈手套以手施加下压力，或使用气流产生下压力使糖膜平整粘在目标表面。

技术总结本发明提供了一种使用水溶性糖膜转移微纳米结构的方法，包括以下步骤：A)在具有微纳米结构的初始基底表面附着糖水溶液，干燥后从初始基底上剥离糖膜，糖膜内封装着微纳米结构；B)在目标基底表面上浸润含水液体，将封装着微纳米结构的糖膜的微纳米结构一面覆盖在目标基底表面后，使糖膜黏附于目标基底表面；C)用水将黏附有糖膜的目标基底的糖膜溶解，实现微纳米结构转移至目标基底表面。本发明提供的方法简单容易操作，常温常压下单人即可完成。该方法可以仅仅使用水和少量乙醇就达成向非平面以及生物表面转移微纳米结构的目的。转移后，其微观结构以及光学和电学性能可以得到很好维持，无其他物质残留。技术研发人员：俞书宏,杨中原,茅瓅波受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23