TWM494460U - 電極構造 - Google Patents

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Yu-Wen Chen
Chin-Yu Chen
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Swan Technology Inc
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電極構造
本創作係有關於一種電極構造，其係在基板上先覆蓋一層觸媒油墨層，並在觸媒油墨層上以化學鍍的方式生成一層金屬導電層；其中，該觸媒油墨層係由奈米金屬擔體觸媒與固化樹脂均勻混合而成。
在導電電極的製作方式，有一種方式是在基板上先印刷一層觸媒油墨層，然後再以化學鍍的方式，做增厚處理，亦即在觸媒層上生成一層金屬導電層。
傳統上應用於導電電極製作的觸媒油墨層，大多使用奈米級的金屬顆粒作為觸媒。此種油墨的缺點是奈米金屬顆粒容易在油墨中聚集、濃度不均一，所以油墨印刷在基板上後，會產生奈米觸媒顆粒在油墨層表層未均勻分散。導致後續在執行化學鍍生成金屬導電層時，易產生化學鍍膜反應不均，致使金屬導電層厚度不均一，影響導電性質，例如導電度不均勻。
將傳統方法製成的導電電極用於生物檢測片的應用，導電不均勻的問題，導致生物檢測片的檢測值誤差過大，難以將檢測誤差值控在±15%以內，而難以實際應用。
本創作的主要目的，在於提供一種新型的導電電極構造，能夠提高電極導電度的均勻性。
為達到上述創作的目的，提供一種導電電極的構造，其係在基板上先覆蓋一層觸媒油墨層，並在觸媒油墨層上以化學鍍的方式生成一層金屬導電層；其中，該觸媒油墨層係由奈米金屬擔體觸媒與固化樹脂均勻混合而成。
具體而言，基板的材料可為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，或聚氯乙烯(PVC)，但並非僅限於此。
其中，奈米金屬擔載觸媒的製備方法，包含含浸法、析出沈澱法、氣相沈積法、接枝法等方式，但並非僅限於此。
其中，奈米金屬包含奈米金、奈米銀、奈米銅、奈米鈀、奈米鉑、奈米鎳、奈米鈷、奈米銠等，一種、兩種、或多種的組合。擔載的擔體，包含二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、碳、氧化鈷、氧化鋯等，但並非僅限於此。其中，擔體碳包含活性碳、碳黑、石墨、石墨烯等，一種、兩種、或多種的組合。
基板上覆設油墨層，然後油墨層上再以化學鍍的方式生成一層金屬導電層。該金屬的導電層，包含鎳的導電層、鈀的導電層、金的導電層等，但並非僅限於此。
金屬導電層上方，可再視需求，化學鍍上第二層及第三層的導電層。例如在第一層鎳導電層上，化學鍍第二層鈀導電層，及第三層金導電層，但實際新型創作並非僅限於此。
本創作提供一種新型的導電電極構造，能夠提高電極導電度 的均勻性。
1‧‧‧表面處理結構示意圖
2‧‧‧生物檢測片分解圖
10‧‧‧基板
20‧‧‧觸媒油墨層
30‧‧‧金屬導電層
10A‧‧‧基板
20A‧‧‧觸媒油墨層
30A‧‧‧導電金層
21A‧‧‧工作電極
22A‧‧‧參考電極
23A‧‧‧輔助電極
31A‧‧‧工作電極
32A‧‧‧參考電極
33A‧‧‧輔助電極
第1圖‧‧‧表面處理結構示意圖。
第2圖‧‧‧生物檢測片分解圖。
第1圖及第2圖，分別係本創作的表面處理結構示意圖，及本創作實施例之生物檢測片分解圖。
請參考第1圖，本創作主要係在一基板(10)的表面上，先形成一觸媒油墨層(20)，在於該觸媒油墨層(20)之上，以化學鍍生成一層金屬導電層(30)。
其中，基板(10)的材料可為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，或聚氯乙烯(PVC)，但並非僅限於此。
其中，觸媒油墨層(20)係由奈米金屬擔載觸媒與固化樹脂均勻混合而成。奈米金屬擔載觸媒的製備方法，包含含浸法、析出沈澱法、氣相沈積法、接枝法等方式，但實際應用並非僅限於此。固化樹脂則選自環氧樹脂(epoxy)、聚氨酯(PU)、壓克力樹脂(acrylic)、及矽烷基等系列樹脂，但並不限於此。
具體而言，奈米金屬包含奈米金、奈米銀、奈米銅、奈米鈀、奈米鉑、奈米鎳、奈米鈷、奈米銠等，一種、兩種、或多種的組合。擔載的擔體，包含二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、碳、氧化鈷、氧化鋯等。但並非僅限於此。其中，擔體碳包含活性碳、碳黑、石墨、石墨烯等，一種、兩種、或多種的組合。
奈米金屬擔載觸媒與樹脂、固化劑，及其他添加劑混合，以三滾筒研磨機或球磨機充分混合，製成奈米金屬擔載觸媒油墨。
具體而言，觸媒油墨層(20)，係以網印、噴印、壓印、轉印、或塗佈的方式形成於基板(10)上。觸媒油墨層(20)上再以化學鍍的方式生成一層金屬導電層(30)。該金屬導電層(30)，包含鎳的導電層、鈀的導電層、金的導電層等，但並非僅限於此。
金屬導電層上方(30)，可再視需求，化學鍍上第二層、第三曾及第四層的導電層。例如在第一層鎳導電層上，化學鍍第二層鈀導電層，及第三層金導電層，但實際新型創作並非僅限於此。
由於本新型創作的奈米金屬擔載觸媒，可以均勻的分散於油墨中，不易產生聚集現象，所以本創作的奈米金屬擔載觸媒油墨在覆設於基板(10)時，奈米金屬可以均勻的分散於觸媒油墨層(20)表層上。後續觸媒油墨層(20)上以化學鍍的方式生成一層金屬導電層(30)時，金屬導電層(30)會相對均勻，能夠提高電極導電度的均勻性。
請參考第2圖，本創作實施例應用於生物檢測片的分解圖。圖中，生物檢測片由下而上包括：基板(10A)、觸媒油墨層(20A)、及導電金層(30A)。其中，(21A)及(31A)為工作電極；(22A)及(32A)為參考電極；(23A)及(33A)為輔助電極。
具體而言，基板(10A)為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)板。
具體而言，奈米鈀擔載於石墨(nano Pd/graphite)觸媒，與環氧樹脂、二乙三胺(Diethylenetriamine)固化劑、其他添加劑等混合，以三滾筒研磨機充分研磨及混合，製成奈米鈀擔載觸媒油墨。
具體而言，奈米鈀擔載於石墨(nano Pd/graphite)觸媒，係以析出沈澱法製備。首先將石墨的粉末擔體投入水中均勻分散，並加入硝酸鈀，溶解於水中，然後調整酸鹼pH值，使鈀的前軀物沈澱在石墨上，後續進行過濾、烘乾、煅燒、還原等步驟，製成奈米鈀擔載於石墨(nano Pd/graphite)觸媒。觸媒油墨層(20A)，係以網印的方式形成於基板(10A)上，奈米觸媒層(20A)的厚度在1至20微米間，較佳為2至14微米間。
觸媒油墨層(20A)上，再以化學鍍的方式生成一層導電金層(30A)。化學鍍的導電金層(30A)，厚度在0.01微米至1.0微米間，較佳為0.02微米至0.2微米間。
本創作的導電電極，可以應用於生物檢測片，例如待檢測物的葡萄糖濃度檢測。更具體而言，本創作的導電電極，可以在導電金層(30A)上裝置葡萄糖氧化酵素(Glucose oxidase,GOD)生物材料(圖中未顯示)，可用於量測血液中的血糖濃度。更具體而言，本創作的導電電極，用於生物檢測片，具有較佳的檢測精確度，誤差值控制在±10%以內，較一般的誤差值±15%低。
本創作提供一種新型的導電電極構造，能夠提高電極導電度的均勻性。
1‧‧‧表面處理結構示意圖
10‧‧‧基板
20‧‧‧觸媒油墨層
30‧‧‧金屬導電層

Claims (6)

  1. 一種電極構造，其係在基板上先覆蓋一層觸媒油墨層，並在觸媒油墨層上以化學鍍的方式生成一層金屬導電層；其中，該觸媒油墨層係由奈米金屬擔載觸媒與固化樹脂均勻混合而成，然後覆設於基板上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電極構造，觸媒油墨層係由奈米金屬擔載觸媒與固化樹脂均勻混合而成，奈米金屬擔載觸媒的製備方法，包含含浸法、析出沈澱法、氣相沈積法、接枝法等方式，固化樹脂則選自環氧樹脂、聚氨酯、壓克力樹脂、及矽烷基等系列樹脂等。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電極構造，奈米金屬包含奈米金、奈米銀、奈米銅、奈米鈀、奈米鉑、奈米鎳、奈米鈷、奈米銠等，一種、兩種、或多種的組合；擔載的擔體，包含二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、碳、氧化鈷、氧化鋯等；其中，擔體碳包含活性碳、碳黑、石墨、石墨烯等，一種、兩種、或多種的組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電極構造，奈米金屬擔載觸媒與樹脂、固化劑，及其他添加劑混合，以三滾筒研磨機或球磨機充分混合，製成奈米金屬擔載觸媒油墨。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電極構造，觸媒油墨層，係以網印、噴印、壓印、轉印、或塗佈的方式形成於基板上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電極構造，以化學鍍的方式生成一層金屬導電層，可再視需求，化學鍍上第二層、第三層及第四層的導電層。
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