基于TiO2/BiOCl纳米晶的柔性神经微电极制备、界面调控和性能优化

联系合作
前沿新材料
光电子产业
存储器芯片
成果单位: 北京印刷学院
合作方式: 技术转让
所处阶段: 概念
关键词: 智能包装可穿戴设备生物芯片药物释放存储器件关键技术:喷墨打印丝网印刷量子点掺杂温敏薄膜石墨烯电极PVDF薄膜
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该成果得分:0

核心问题

  1. 光信息存储:传统存储器在柔性、透明度和成本方面存在局限,难以满足智能包装、柔性可穿戴设备和柔性生物芯片等领域的需求。
  2. 药物释放控制:现有药物释放系统缺乏根据环境温度变化自动调节释放速率的能力。
  3. 柔性薄膜记忆器件:传统记忆器件在柔性、成本和大规模制备方面存在挑战。

解决方案

  1. 柔性透明存储器:采用量子点掺杂TiO2复合薄膜作为存储层,结合柔性PI基底上的喷墨打印纳米金属导电墨水技术,实现光信息存储,具有透明度高、成本低和大规模量产潜力。
  2. 温控型柔性电容传感器:利用聚N-异丙基丙烯酰胺温敏薄膜的可收缩性,结合丝素蛋白薄膜层和石墨烯电极层,实现环境温度变化下的药物释放调节,通过电容变化反映药物释放状态。
  3. 银纳米线复合石墨烯忆阻器:结合PVDF压电薄膜的介电效应和压电效应,以及银纳米线复合石墨烯的导电性,实现低成本、柔性、可大面积制备的记忆器件。

竞争优势

  1. 成本效益:采用喷墨打印和丝网印刷技术,显著降低生产成本,具有大规模量产的经济优势。
  2. 创新技术:三项成果均涉及新型材料和技术组合,如量子点掺杂TiO2、温控型药物释放水凝胶薄膜和银纳米线复合石墨烯,具有显著的技术创新性。
  3. 应用前景:适用于智能包装、柔性可穿戴设备、柔性生物芯片和药物释放控制等领域,具有广阔的市场应用前景。

成果公开日期

20240117

所属产业领域

制造业

项目名称

2023科技重点项目

项目课题来源

北京市教育委员会

摘要

三项成果实现转化,转化经费30万元:1)提供了一种用于光信息存储的柔性透明存储器及制备方法,其中,存储器包括:透明上电极层、透明下电极层以及位于二者之间的透明存储层;所述的透明存储层为量子点掺杂TiO2复合薄膜;所述的透明上电极层和透明下电极层为柔性PI基底上喷墨打印纳米金属导电墨水而成。所述的量子点掺杂TiO2复合薄膜丝网印刷于透明下电极层表面,然后与透明上电极层采用PDMS封装。本发明提供了一种可用于智能包装、柔性可穿戴设备和柔性生物芯片领域的柔性透明存储器,在光作用下,其电阻发生改变,可用作光信息存储器。在柔性基底上采用喷墨打印和丝网印刷技术等方法制作器件,能大幅度降低成本,具有大规模量产的前景;2)一种用于药物释放的温控型柔性电容传感器及制备方法,所述电容传感器包括第一极板、第二极板及位于二者之间的温控型药物释放水凝胶薄膜;所述的第一极板和第二极板包括:柔性基底、所述柔性基底上的丝素蛋白薄膜层和所述丝素蛋白薄膜层上的石墨烯电极层;所述的温控型药物释放水凝胶薄膜为聚N-异丙基丙烯酰胺温敏薄膜。本发明提供一种用于药物释放的温控型柔性电容传感器,环境温度变化时,利用温控型药物释放水凝胶薄膜的可收缩性对药物释放进行调节,进而电容器两极板间距发生变化,体现为电容改变;3)本发明公开一种银纳米线复合石墨烯忆阻器及其制备方法。本发明采用的PVDF压电薄膜是一种新型高分子换能材料,它具有独特的介电效应和压电效应,同时具有弹性好、质轻、柔软、高韧度等优点。本发明将PVDF压电薄膜、银纳米线复合石墨烯在传感器领域以及忆阻器领域的应用有机的结合起来,对于开发低成本柔性薄膜记忆器件具有重要现实意义。所述的银纳米线复合石墨烯层生长于柔性第一电极层中PVDF压电薄膜的下表面,器件在外加电场作用下表现出电阻变化,具有记忆特性。本发明提供的基于PVDF压 电薄膜的银纳米线复合石墨烯忆阻器可用作存储器件,且制作工艺简单,可先大面积制备然后裁剪成所需尺寸,具有产业化前景。

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