一種壓力輔助筆芯裝置制造方法
【專利摘要】一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫(yī)用注射器，第一PMMA板套在醫(yī)用注射器的活塞桿的頂端處，第二PMMA板套在注射器外套上，第一PMMA板、第二PMMA板通過帶螺帽的螺釘連接，帶螺帽的螺釘采用對(duì)稱布置方式，醫(yī)用注射器的噴頭直接插入筆芯的尾部，筆芯的頭部在紙張上書寫，在壓力的驅(qū)動(dòng)下，任意粘度、濃度的液體都能順利的流出筆芯形成相應(yīng)的圖案，避免了對(duì)導(dǎo)電漿進(jìn)行復(fù)雜預(yù)處理的過程，而且壓力的調(diào)整只需通過旋轉(zhuǎn)螺釘調(diào)節(jié)活塞位置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【專利說明】一種壓力輔助筆芯裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物電子傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種壓力輔助筆芯裝置。
技術(shù)背景
[0002]近幾年，由于紙具有來源廣泛、成本低廉、可隨身攜帶、任意折疊、循環(huán)利用等特性，以紙為基底衍生出的電子傳感器得到了快速的發(fā)展。傳統(tǒng)在紙上制備電子傳感器的方法有濺射鍍膜、噴墨打印以及噴槍噴涂。但是以上幾種方式涉及專業(yè)儀器的使用，操作復(fù)雜、代價(jià)昂貴并且通常需要預(yù)先對(duì)導(dǎo)電漿進(jìn)行稀釋等預(yù)處理，容易導(dǎo)致在漿液紙表面擴(kuò)散滲透，難以精確控制傳感器線路的均一性，并對(duì)傳感器的導(dǎo)電性能有較大的影響。為了克服上述問題，Russo等人于2011年開發(fā)出了裝有導(dǎo)電衆(zhòng)的筆芯裝置[Analisa Russo, BokYeop Ahn, Jacob J.Adams, Eric B.Duoss, Jennifer T.Bernhard, and Jennifer A.Lewis.Pen-on-Paper Flexible Electronics.Advanced Materials, 2011, 23, 3426 - 3430]。該裝置通過將稀釋到特定濃度和粘度的銀漿注入到筆芯內(nèi)，然后直接在紙上畫出所需的電子傳感器圖案，經(jīng)加熱處理后便能形成導(dǎo)電性能良好的電子傳感器。該裝置具有低成本、操作簡(jiǎn)單、避免了復(fù)雜設(shè)備使用等優(yōu)點(diǎn)，而且研究表明筆芯能較長(zhǎng)時(shí)間保存導(dǎo)電漿。但不足之處是，該方法中需要將導(dǎo)電漿稀釋到特定濃度和粘度后才能保證書寫時(shí)筆芯內(nèi)的液體順利流出。但是通常從市場(chǎng)上買來的導(dǎo)電漿濃度和粘度各異，而且對(duì)于不同的導(dǎo)電漿需要與之對(duì)應(yīng)的稀釋劑，因此稀釋過程的復(fù)雜性增加了該裝置使用的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種壓力輔助筆芯裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于不同粘度、濃度的液體，只需簡(jiǎn)單地通過調(diào)整壓力大小確定書寫特定液體的最佳壓力范圍，以防止壓力過小寫出的線條不連續(xù)，或者壓力過大出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫(yī)用注射器4，第一 PMMA板I套在醫(yī)用注射器4的活塞桿的頂端處，第二 PMMA板3套在注射器4外套上，第一 PMMA板1、第二 PMMA板3通過帶螺帽的螺釘2連接，帶螺帽的螺釘2采用對(duì)稱布置方式，醫(yī)用注射器4的噴頭直接插入筆芯5的尾部，筆芯5的頭部在紙張6上書寫。
[0006]所述的第一 PMMA板1、第二 PMMA板3通過CorelDRAW12軟件設(shè)計(jì)出形狀，再用激光切割機(jī)切割制造。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):在壓力的驅(qū)動(dòng)下，任意粘度、濃度的液體都能順利的流出筆芯形成相應(yīng)的圖案，避免了對(duì)導(dǎo)電漿進(jìn)行復(fù)雜預(yù)處理的過程，而且壓力的調(diào)整只需通過旋轉(zhuǎn)螺釘調(diào)節(jié)活塞位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2為本發(fā)明壓力標(biāo)定曲線示意圖。
[0010]圖3為實(shí)施例1利用該裝置在紙上寫出的碳線路示意圖。
[0011]圖4為實(shí)施例2利用該裝置在紙上制作的銀線路示意圖。
[0012]圖5為實(shí)施例3利用該裝置在紙上制作的電極示意圖。
[0013]圖6為實(shí)施例3電極與血糖儀結(jié)合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]參照?qǐng)D1，一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫(yī)用注射器4，第一 PMMA板I套在醫(yī)用注射器4的活塞桿的頂端處，第二 PMMA板3套在注射器4外套上，第一 PMMA板1、第二 PMMA板3通過帶螺帽的螺釘2連接，為了精確控制活塞的位置，帶螺帽的螺釘2采用對(duì)稱布置方式，醫(yī)用注射器4的噴頭直接插入筆芯5的尾部，筆芯5的頭部在紙張6上書寫。
[0016]所述的第一 PMMA板1、第二 PMMA板3通過CorelDRAW12設(shè)計(jì)出形狀，再用激光切割機(jī)切割制造。
[0017]本發(fā)明的工作原理為:
[0018]組裝之前，需將醫(yī)用注射器4的活塞調(diào)至最高處，便于書寫時(shí)提供更大的壓力控制范圍。書寫時(shí)，旋轉(zhuǎn)帶螺帽的螺釘2調(diào)節(jié)活塞位置至目標(biāo)位置，通過壓縮醫(yī)用注射器4內(nèi)的空氣實(shí)現(xiàn)加壓推動(dòng)液體流出筆芯5。
[0019]實(shí)施例1:利用該裝置在紙張6上制作導(dǎo)電銀線路。
[0020]本文實(shí)施例均選擇5ml規(guī)格的醫(yī)用注射器4，Imm規(guī)格的筆芯5，實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)醫(yī)用注射器4進(jìn)行了壓力標(biāo)定，注射器初始位置為4.2ml，分別取點(diǎn)3.6ml、3ml、2.4ml、1.8ml和
1.2ml,計(jì)算時(shí)初始?jí)毫x為0.1MPa0標(biāo)定曲線如圖2所示。
[0021 ] 將導(dǎo)電銀漿裝入清洗干凈的筆芯5內(nèi)，醫(yī)用注射器4活塞初始位置調(diào)至4ml處，使用時(shí)，調(diào)節(jié)帶螺帽的螺釘2固定醫(yī)用注射器4活塞位置于2ml處，便于書寫時(shí)銀漿在壓力作用下連續(xù)流出筆芯5在紙張6上形成液態(tài)銀電路，此時(shí)腔內(nèi)壓力大約為0.2Mpa，然后在烘箱內(nèi)120°C、30分鐘加熱烘干，形成固態(tài)銀電路，如圖3所示，該電路具有良好的電阻特性，電阻值大約為9.5 Ω /cm。
[0022]實(shí)施例2:利用該裝置在紙張6上制作導(dǎo)電碳線路。
[0023]本實(shí)施例將導(dǎo)電碳衆(zhòng)(Acheson ed423ss)裝入清洗干凈的筆芯5并組裝好裝置，此處將活塞位置調(diào)整到Iml處，此時(shí)腔內(nèi)壓力大約為0.4Mpa，同樣地，在烘箱內(nèi)70°C加熱30分鐘，而后在室溫下冷卻形成固態(tài)碳電路，如圖4所示，該電路阻值大約為2.8ΚΩ/αιι0
[0024]實(shí)施例3:利用該裝置在紙張6上制作電極并結(jié)合血糖儀檢測(cè)葡萄糖。
[0025]本實(shí)施例選擇用碳漿制作電極，制作方法與實(shí)施例2 —致，依靠直尺在紙張6上直接畫出電極圖，然后在烘箱內(nèi)70°C加熱30分鐘，為了結(jié)合血糖儀使用，各電極之間的間距與商用電極一致(1mm)，如圖5所示。制作好電極后，需要對(duì)電極進(jìn)行表面化學(xué)修飾。由于在電極表面化學(xué)修飾相對(duì)復(fù)雜，因此在這里引進(jìn)一片濾紙7作為修飾平臺(tái)，把10微升ImM的鐵氰化鉀溶液以及10微升5mg/ml葡萄糖氧化酶溶液滴加到濾紙7上，干燥后4°C保存?zhèn)溆?。檢測(cè)時(shí)，將濾紙7覆蓋在電極8表面，電極8插入血糖儀9接口處，而后滴加待測(cè)葡萄糖溶液于濾紙7上，10秒后血糖儀9即顯示測(cè)得的濃度，檢測(cè)結(jié)果與所配溶液濃度接近，如圖6所示。在這里引進(jìn)濾紙7主要是為了滴加的葡萄糖溶液能夠在電極8表面快速的擴(kuò)散開，提高檢測(cè)的精度?？梢愿鶕?jù)調(diào)整所加酶的量、鐵氰化物的量以及電極的表面積對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫(yī)用注射器(4)，其特征在于:第一 PMMA板(I)套在醫(yī)用注射器(4)的活塞桿的頂端處，第二 PMMA板(3 )套在注射器(4)外套上，第一 PMMA板(I)、第二 PMMA板(3)通過帶螺帽的螺釘(2)連接，帶螺帽的螺釘(2)采用對(duì)稱布置方式，醫(yī)用注射器(4)的噴頭直接插入筆芯(5)的尾部，筆芯(5)的頭部在紙張(6)上書寫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力輔助筆芯裝置，其特征在于:所述的第一PMMA板(I)、第二 PMMA板(3)通過CorelDRAW12軟件設(shè)計(jì)出形狀，再用激光切割機(jī)切割制造。
【文檔編號(hào)】B43K5/18GK103738075SQ201310687459
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】徐峰, 李澤東, 王琳, 盧天健 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)