一種壓力輔助筆芯裝置製造方法

2023-05-14 01:38:46

一種壓力輔助筆芯裝置製造方法
【專利摘要】一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫用注射器，第一PMMA板套在醫用注射器的活塞杆的頂端處，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，帶螺帽的螺釘採用對稱布置方式，醫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，在壓力的驅動下，任意粘度、濃度的液體都能順利的流出筆芯形成相應的圖案，避免了對導電漿進行複雜預處理的過程，而且壓力的調整隻需通過旋轉螺釘調節活塞位置，結構簡單。
【專利說明】一種壓力輔助筆芯裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物電子傳感器【技術領域】，特別涉及一種壓力輔助筆芯裝置。
技術背景
[0002]近幾年，由於紙具有來源廣泛、成本低廉、可隨身攜帶、任意摺疊、循環利用等特性，以紙為基底衍生出的電子傳感器得到了快速的發展。傳統在紙上製備電子傳感器的方法有濺射鍍膜、噴墨列印以及噴槍噴塗。但是以上幾種方式涉及專業儀器的使用，操作複雜、代價昂貴並且通常需要預先對導電漿進行稀釋等預處理，容易導致在漿液紙表面擴散滲透，難以精確控制傳感器線路的均一性，並對傳感器的導電性能有較大的影響。為了克服上述問題，Russo等人於2011年開發出了裝有導電眾的筆芯裝置[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，然後直接在紙上畫出所需的電子傳感器圖案，經加熱處理後便能形成導電性能良好的電子傳感器。該裝置具有低成本、操作簡單、避免了複雜設備使用等優點，而且研究表明筆芯能較長時間保存導電漿。但不足之處是，該方法中需要將導電漿稀釋到特定濃度和粘度後才能保證書寫時筆芯內的液體順利流出。但是通常從市場上買來的導電漿濃度和粘度各異，而且對於不同的導電漿需要與之對應的稀釋劑，因此稀釋過程的複雜性增加了該裝置使用的複雜性。

【發明內容】

[0003]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種壓力輔助筆芯裝置，結構簡單，對於不同粘度、濃度的液體，只需簡單地通過調整壓力大小確定書寫特定液體的最佳壓力範圍，以防止壓力過小寫出的線條不連續，或者壓力過大出現漏液現象。
[0004]為達到上述目的，本發明採用的技術方案為:
[0005]一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫用注射器4，第一 PMMA板I套在醫用注射器4的活塞杆的頂端處，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採用對稱布置方式，醫用注射器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軟體設計出形狀，再用雷射切割機切割製造。
[0007]本發明的優點:在壓力的驅動下，任意粘度、濃度的液體都能順利的流出筆芯形成相應的圖案，避免了對導電漿進行複雜預處理的過程，而且壓力的調整隻需通過旋轉螺釘調節活塞位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明結構示意圖。[0009]圖2為本發明壓力標定曲線示意圖。
[0010]圖3為實施例1利用該裝置在紙上寫出的碳線路示意圖。
[0011]圖4為實施例2利用該裝置在紙上製作的銀線路示意圖。
[0012]圖5為實施例3利用該裝置在紙上製作的電極示意圖。
[0013]圖6為實施例3電極與血糖儀結合示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0015]參照圖1，一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫用注射器4，第一 PMMA板I套在醫用注射器4的活塞杆的頂端處，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採用對稱布置方式，醫用注射器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設計出形狀，再用雷射切割機切割製造。
[0017]本發明的工作原理為:
[0018]組裝之前，需將醫用注射器4的活塞調至最高處，便於書寫時提供更大的壓力控制範圍。書寫時，旋轉帶螺帽的螺釘2調節活塞位置至目標位置，通過壓縮醫用注射器4內的空氣實現加壓推動液體流出筆芯5。
[0019]實施例1:利用該裝置在紙張6上製作導電銀線路。
[0020]本文實施例均選擇5ml規格的醫用注射器4，Imm規格的筆芯5，實驗之前，對醫用注射器4進行了壓力標定，注射器初始位置為4.2ml，分別取點3.6ml、3ml、2.4ml、1.8ml和
1.2ml,計算時初始壓力選為0.1MPa0標定曲線如圖2所示。
[0021 ] 將導電銀漿裝入清洗乾淨的筆芯5內，醫用注射器4活塞初始位置調至4ml處，使用時，調節帶螺帽的螺釘2固定醫用注射器4活塞位置於2ml處，便於書寫時銀漿在壓力作用下連續流出筆芯5在紙張6上形成液態銀電路，此時腔內壓力大約為0.2Mpa，然後在烘箱內120°C、30分鐘加熱烘乾，形成固態銀電路，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]實施例2:利用該裝置在紙張6上製作導電碳線路。
[0023]本實施例將導電碳眾(Acheson ed423ss)裝入清洗乾淨的筆芯5並組裝好裝置，此處將活塞位置調整到Iml處，此時腔內壓力大約為0.4Mpa，同樣地，在烘箱內70°C加熱30分鐘，而後在室溫下冷卻形成固態碳電路，如圖4所示，該電路阻值大約為2.8ΚΩ/αιι0
[0024]實施例3:利用該裝置在紙張6上製作電極並結合血糖儀檢測葡萄糖。
[0025]本實施例選擇用碳漿製作電極，製作方法與實施例2 —致，依靠直尺在紙張6上直接畫出電極圖，然後在烘箱內70°C加熱30分鐘，為了結合血糖儀使用，各電極之間的間距與商用電極一致(1mm)，如圖5所示。製作好電極後，需要對電極進行表面化學修飾。由於在電極表面化學修飾相對複雜，因此在這裡引進一片濾紙7作為修飾平臺，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，乾燥後4°C保存備用。檢測時，將濾紙7覆蓋在電極8表面，電極8插入血糖儀9接口處，而後滴加待測葡萄糖溶液於濾紙7上，10秒後血糖儀9即顯示測得的濃度，檢測結果與所配溶液濃度接近，如圖6所示。在這裡引進濾紙7主要是為了滴加的葡萄糖溶液能夠在電極8表面快速的擴散開，提高檢測的精度。可以根據調整所加酶的量、鐵氰化物的量以及電極的表面積對實驗結果進行優化。
【權利要求】
1.一種壓力輔助筆芯裝置，包括醫用注射器(4)，其特徵在於:第一 PMMA板(I)套在醫用注射器(4)的活塞杆的頂端處，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)採用對稱布置方式，醫用注射器(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.根據權利要求1所述的一種壓力輔助筆芯裝置，其特徵在於:所述的第一PMMA板(I)、第二 PMMA板(3)通過CorelDRAW12軟體設計出形狀，再用雷射切割機切割製造。
【文檔編號】B43K5/18GK103738075SQ201310687459
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】徐峰, 李澤東, 王琳, 盧天健 申請人:西安交通大學