本發明涉及了一(yi)(yi)種(zhong)印刷及轉(zhuan)移方(fang)法，涉及微(wei)納制(zhi)造，具體涉及一(yi)(yi)種(zhong)二維材料微(wei)圖案(an)陣列(lie)大面積印刷及轉(zhuan)移方(fang)法。

背景技術：

1、隨著材(cai)料(liao)(liao)(liao)領域的(de)(de)不斷發展(zhan)(zhan)與變革，以(yi)成功分離(li)出單(dan)原子(zi)(zi)層的(de)(de)石(shi)墨烯為標(biao)志(zhi)，材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)維(wei)(wei)度(du)也從傳統(tong)的(de)(de)三維(wei)(wei)領域擴展(zhan)(zhan)到二(er)(er)維(wei)(wei)領域。二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)指電(dian)(dian)子(zi)(zi)僅可在兩個(ge)維(wei)(wei)度(du)的(de)(de)非納(na)米尺度(du)上自由運動的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，其(qi)載流子(zi)(zi)遷移和熱量擴散(san)都被(bei)限(xian)制在二(er)(er)維(wei)(wei)平面內，因此(ci)二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)展(zhan)(zhan)現出許多理想的(de)(de)特性，廣泛應用于能量儲存器件、光電(dian)(dian)子(zi)(zi)器件、熱電(dian)(dian)器件等(deng)領域。二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)微(wei)(wei)納(na)圖案(an)具(ju)(ju)有很高的(de)(de)應用價值，可用作微(wei)(wei)型超(chao)級(ji)電(dian)(dian)容、場(chang)效應管、微(wei)(wei)納(na)傳感器等(deng)微(wei)(wei)電(dian)(dian)子(zi)(zi)器件的(de)(de)電(dian)(dian)極；也可形成由微(wei)(wei)納(na)功能基元陣列構(gou)成的(de)(de)電(dian)(dian)磁學超(chao)表面，實現本征材(cai)料(liao)(liao)(liao)和表面所不具(ju)(ju)備的(de)(de)奇異電(dian)(dian)磁特性。因此(ci)，二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)微(wei)(wei)納(na)圖案(an)在能源儲存、微(wei)(wei)電(dian)(dian)子(zi)(zi)、微(wei)(wei)納(na)光學領域具(ju)(ju)有廣闊的(de)(de)應用前景。

2、二(er)維(wei)材料微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)案的制造(zao)(zao)工藝(yi)決(jue)定了其最終的結構和性能，常用的二(er)維(wei)材料微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)案制造(zao)(zao)工藝(yi)按照工藝(yi)特點可(ke)以(yi)分(fen)為先制備二(er)維(wei)材料薄膜再進行圖(tu)案化的減材制造(zao)(zao)和直(zhi)接生成二(er)維(wei)材料微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)案的增(zeng)材制造(zao)(zao)兩類。

3、對(dui)已制(zhi)備二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)薄(bo)膜(mo)進行圖(tu)案(an)(an)化的(de)(de)(de)減材(cai)制(zhi)造技術包(bao)括氦(hai)(hai)離(li)子束(shu)(shu)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、納(na)米壓(ya)(ya)(ya)印(yin)光(guang)刻(ke)(ke)和電(dian)子束(shu)(shu)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。氦(hai)(hai)離(li)子束(shu)(shu)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)利用惰(duo)性氣體(ti)氦(hai)(hai)氣電(dian)離(li)后產(chan)生氦(hai)(hai)離(li)子對(dui)二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)進行直接刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，可實現較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)線寬的(de)(de)(de)微納(na)圖(tu)案(an)(an)成形(xing)(xing)(xing)，但(dan)二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)在氦(hai)(hai)離(li)子的(de)(de)(de)碰撞下(xia)會不可避(bi)免出現空位和非晶化的(de)(de)(de)損傷，限制(zhi)了其(qi)在二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)圖(tu)案(an)(an)化加工(gong)方(fang)面的(de)(de)(de)應用。納(na)米壓(ya)(ya)(ya)印(yin)光(guang)刻(ke)(ke)法用具有(you)目(mu)標(biao)(biao)圖(tu)案(an)(an)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)印(yin)模板(ban)在高(gao)溫(wen)下(xia)對(dui)抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)和二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)薄(bo)膜(mo)施壓(ya)(ya)(ya)，保持一段(duan)時間，使抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)發生形(xing)(xing)(xing)變，取下(xia)壓(ya)(ya)(ya)印(yin)模板(ban)，對(dui)抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)形(xing)(xing)(xing)變后較(jiao)薄(bo)部分及其(qi)下(xia)方(fang)的(de)(de)(de)二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)薄(bo)膜(mo)進行刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，實現低成本、大規(gui)模二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)微圖(tu)案(an)(an)的(de)(de)(de)陣列制(zhi)造，但(dan)作抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)聚合(he)物材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)通常較(jiao)難(nan)去除，殘(can)余抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)會對(dui)二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)生污(wu)染(ran)。電(dian)子束(shu)(shu)光(guang)刻(ke)(ke)法先利用電(dian)子束(shu)(shu)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)，在抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)上形(xing)(xing)(xing)成目(mu)標(biao)(biao)圖(tu)案(an)(an)，再利用氧(yang)等離(li)子刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)未受抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)保護(hu)的(de)(de)(de)二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)，在二(er)維材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)上形(xing)(xing)(xing)成目(mu)標(biao)(biao)圖(tu)案(an)(an)，該方(fang)法加工(gong)精度高(gao)，可制(zhi)備特(te)征尺(chi)寸為納(na)米尺(chi)度的(de)(de)(de)圖(tu)案(an)(an)，但(dan)加工(gong)效率較(jiao)低，抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)層(ceng)(ceng)也難(nan)完全去除。

4、直接生成二(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)微(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)材(cai)(cai)制造(zao)技術包括自組(zu)裝、等(deng)離子(zi)(zi)(zi)增(zeng)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學氣相沉積、噴(pen)(pen)墨(mo)打(da)印和絲網(wang)印刷(shua)。自組(zu)裝是利用(yong)原子(zi)(zi)(zi)、分子(zi)(zi)(zi)、納(na)(na)米(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)或其他元素等(deng)結(jie)構單(dan)元通過非共價鍵或其他作(zuo)用(yong)力自發(fa)組(zu)織和聚集(ji)，形(xing)成有序的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定結(jie)構，自組(zu)裝方(fang)法(fa)工(gong)藝(yi)(yi)簡(jian)單(dan)，所(suo)(suo)形(xing)成圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)均勻(yun)度高，但(dan)只(zhi)能形(xing)成特定形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)。等(deng)離子(zi)(zi)(zi)增(zeng)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學氣相沉積是通過人為設計表面電場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布來控制化學氣相沉積所(suo)(suo)生成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)形(xing)狀，該(gai)方(fang)法(fa)可(ke)(ke)通過控制電場(chang)(chang)形(xing)成任意(yi)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)，但(dan)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)精度低(di)(di)，且需(xu)對(dui)預圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域鍍(du)金，工(gong)藝(yi)(yi)復(fu)雜。噴(pen)(pen)墨(mo)打(da)印以(yi)打(da)印頭噴(pen)(pen)射墨(mo)滴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式制備所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)微(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)，可(ke)(ke)形(xing)成任意(yi)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)，但(dan)噴(pen)(pen)墨(mo)打(da)印效率低(di)(di)，難以(yi)實現(xian)大規(gui)模(mo)微(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)陣列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制造(zao)，且對(dui)打(da)印油(you)墨(mo)與基底(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸潤效果要(yao)(yao)求高。通過絲網(wang)印刷(shua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)制備二(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)，工(gong)藝(yi)(yi)簡(jian)單(dan)、成本低(di)(di)，但(dan)絲網(wang)印刷(shua)工(gong)藝(yi)(yi)對(dui)漿料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)性要(yao)(yao)求較(jiao)高，且需(xu)對(dui)基底(di)做預圖(tu)(tu)(tu)案(an)(an)化處(chu)理(li)。

5、綜(zong)上所述，直(zhi)接對(dui)二維(wei)(wei)材(cai)料薄膜進行圖(tu)案化(hua)(hua)的(de)減材(cai)制造技術(shu)中，納米壓印(yin)(yin)光刻(ke)和(he)電子(zi)束刻(ke)蝕(shi)都需先在抗(kang)蝕(shi)層加工(gong)出目(mu)標(biao)圖(tu)案，再對(dui)二維(wei)(wei)材(cai)料本(ben)身進行刻(ke)蝕(shi)，工(gong)序復雜(za)，且(qie)后續抗(kang)蝕(shi)層的(de)去除會(hui)引入新的(de)雜(za)質；氦(hai)離(li)子(zi)光束雖可直(zhi)接加工(gong)材(cai)料本(ben)身，但氦(hai)離(li)子(zi)沖(chong)擊會(hui)使二維(wei)(wei)材(cai)料發生空位和(he)非晶(jing)化(hua)(hua)等損傷。直(zhi)接生成(cheng)(cheng)二維(wei)(wei)材(cai)料微納圖(tu)案的(de)增材(cai)制造技術(shu)中，等離(li)子(zi)增強的(de)化(hua)(hua)學氣相沉積和(he)絲網(wang)印(yin)(yin)刷需對(dui)基(ji)底作預圖(tu)案化(hua)(hua)處理(li)，增加了(le)工(gong)藝的(de)復雜(za)性和(he)成(cheng)(cheng)本(ben)；噴墨打印(yin)(yin)受限(xian)(xian)于打印(yin)(yin)速率，難以實現大(da)規模微納圖(tu)案的(de)高效生產；自組裝方法只能生成(cheng)(cheng)特定的(de)二維(wei)(wei)圖(tu)案，應用(yong)范圍受到局限(xian)(xian)。

6、目(mu)前現有的(de)二(er)維(wei)(wei)材料微納圖案的(de)轉(zhuan)移(yi)方法與二(er)維(wei)(wei)材料薄膜的(de)轉(zhuan)移(yi)方法一(yi)致，主要思路為：對生長基(ji)底(di)上的(de)二(er)維(wei)(wei)材料表面涂(tu)覆(fu)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)層(ceng)(ceng)，支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)層(ceng)(ceng)與二(er)維(wei)(wei)材料進行(xing)結合(he)，將二(er)維(wei)(wei)材料從(cong)生長基(ji)底(di)上剝離，用作(zuo)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)層(ceng)(ceng)的(de)材料一(yi)般(ban)有聚甲基(ji)丙乙烯(xi)酸甲酯pmma(polymethylmethacrylate)，聚二(er)甲基(ji)硅氧烷pdms(polydimethylsiloxane)，石蠟(la)，熱(re)釋放膠帶等；再將載有二(er)維(wei)(wei)材料的(de)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)層(ceng)(ceng)轉(zhuan)移(yi)至(zhi)(zhi)目(mu)標基(ji)底(di)上；最(zui)后把二(er)維(wei)(wei)材料與支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)材料通(tong)過腐蝕襯底(di)、電化學鼓泡等方法分離，完成二(er)維(wei)(wei)材料從(cong)生長基(ji)底(di)至(zhi)(zhi)目(mu)標基(ji)底(di)的(de)轉(zhuan)移(yi)。但在(zai)去除支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)層(ceng)(ceng)的(de)過程中會不可避免地引(yin)入(ru)有機溶劑，污染所(suo)制備(bei)的(de)二(er)維(wei)(wei)材料，且由(you)于生長基(ji)底(di)與目(mu)標基(ji)底(di)的(de)粗糙度不同，導致在(zai)轉(zhuan)移(yi)過程中易產生裂(lie)縫和(he)褶皺等缺陷。

7、當前現有(you)的(de)(de)(de)二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)制(zhi)備及轉(zhuan)移(yi)技術(shu)(shu)包括(kuo)：先(xian)制(zhi)備二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)薄(bo)膜后圖(tu)(tu)(tu)案(an)化處理(li)的(de)(de)(de)減材(cai)(cai)制(zhi)造技術(shu)(shu)和直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)制(zhi)備二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)的(de)(de)(de)增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)造技術(shu)(shu)，制(zhi)備出所需二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)后，通過(guo)支撐層進行二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)的(de)(de)(de)轉(zhuan)移(yi)，這種方法存在(zai)以下不(bu)足：1)先(xian)制(zhi)備二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)薄(bo)膜后圖(tu)(tu)(tu)案(an)化的(de)(de)(de)減材(cai)(cai)制(zhi)造工藝(yi)工序復雜，抗(kang)蝕層的(de)(de)(de)去除會引(yin)入新的(de)(de)(de)雜質，不(bu)引(yin)入抗(kang)蝕層的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)加工會使二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)產生空位和非(fei)晶(jing)化等損傷；2)直(zhi)(zhi)接(jie)(jie)生成二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)的(de)(de)(de)增(zeng)材(cai)(cai)制(zhi)造技術(shu)(shu)只能生成特定形狀的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)案(an)或需對基底做(zuo)預(yu)圖(tu)(tu)(tu)案(an)化處理(li)，效率低、成本高；3)通過(guo)支撐層進行二(er)(er)(er)維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)(wei)納(na)(na)圖(tu)(tu)(tu)案(an)轉(zhuan)移(yi)的(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)易產生污(wu)染、裂紋、褶皺等缺陷。

技術實現思路

1、為了解決背(bei)景技(ji)術中(zhong)存在的問題，本(ben)發明(ming)所提(ti)供一種(zhong)二(er)維材料(liao)微圖(tu)案(an)陣(zhen)列(lie)大面積(ji)印刷及轉移(yi)方法。本(ben)發明(ming)方法可實現高精度、大面積(ji)、無缺陷、圖(tu)案(an)化的二(er)維材料(liao)制(zhi)造(zao)及不(bu)同基底(di)上(shang)的轉移(yi)。

2、本發(fa)明(ming)采(cai)用(yong)的技術(shu)方(fang)案(an)是：

3、本發明的二維材(cai)料微圖案陣列大面積(ji)印刷及轉(zhuan)移(yi)方法，包(bao)括(kuo)：

4、1)將(jiang)二維材(cai)料納米片均勻(yun)分(fen)散(san)在(zai)溶劑中獲得(de)二維材(cai)料分(fen)散(san)液。

5、當(dang)二(er)(er)維材(cai)料納(na)(na)米(mi)片(pian)(pian)的(de)片(pian)(pian)徑較(jiao)小時(shi)，采(cai)用(yong)攪拌或(huo)離心振(zhen)(zhen)(zhen)蕩等的(de)方(fang)式使二(er)(er)維材(cai)料納(na)(na)米(mi)片(pian)(pian)在(zai)溶(rong)劑中均(jun)勻(yun)(yun)分(fen)散(san)(san)，當(dang)二(er)(er)維材(cai)料納(na)(na)米(mi)片(pian)(pian)的(de)片(pian)(pian)徑較(jiao)大時(shi)，采(cai)用(yong)超聲分(fen)散(san)(san)或(huo)機(ji)械振(zhen)(zhen)(zhen)蕩等的(de)方(fang)式使二(er)(er)維材(cai)料納(na)(na)米(mi)片(pian)(pian)在(zai)溶(rong)劑中均(jun)勻(yun)(yun)分(fen)散(san)(san)。需通過一(yi)定的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)蕩方(fang)式確保材(cai)料分(fen)散(san)(san)均(jun)勻(yun)(yun)，對于易被超聲破(po)壞的(de)二(er)(er)維材(cai)料可采(cai)用(yong)手動、離心等振(zhen)(zhen)(zhen)蕩方(fang)式，達(da)到二(er)(er)維材(cai)料納(na)(na)米(mi)片(pian)(pian)分(fen)散(san)(san)均(jun)勻(yun)(yun)及避免超聲震碎材(cai)料的(de)目的(de)。

6、2)將潤濕(shi)的刻有目標二維(wei)材料微圖案(an)的掩模版固定貼附在潤濕(shi)的多孔(kong)聚合(he)物濾膜(mo)上，確保抽(chou)濾過程中掩模版在多孔(kong)聚合(he)物濾膜(mo)上精準(zhun)定位。

7、3)通過真空抽濾裝置抽濾出(chu)二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)分散(san)液中的(de)(de)溶劑(ji)，同時二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)分散(san)液中的(de)(de)二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)納米片基于掩模(mo)版(ban)在多孔(kong)聚合物(wu)(wu)濾膜(mo)上形成目標二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)微圖(tu)案(an)，從而(er)獲(huo)得半潤濕狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)帶(dai)有目標二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)微圖(tu)案(an)的(de)(de)多孔(kong)聚合物(wu)(wu)濾膜(mo)，需控制抽濾時間，保證抽濾結束后多孔(kong)聚合物(wu)(wu)濾膜(mo)與二(er)(er)維(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)(liao)納米片均處于半濕潤狀(zhuang)態(tai)。

8、4)使用(yong)真空(kong)吸(xi)盤(pan)將(jiang)半潤(run)濕狀態的(de)帶(dai)有目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)的(de)多孔(kong)聚(ju)合物濾膜取(qu)下并固定，將(jiang)平(ping)整光(guang)滑(hua)的(de)目標基(ji)底進行(xing)親水處(chu)理后貼(tie)附(fu)在多孔(kong)聚(ju)合物濾膜上，在外力(li)輔助和真空(kong)吸(xi)盤(pan)的(de)真空(kong)吸(xi)力(li)共同作(zuo)用(yong)下經過一(yi)段時間后將(jiang)目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)印刷在目標基(ji)底上，將(jiang)目標基(ji)底翻轉后脫(tuo)離多孔(kong)聚(ju)合物濾膜，獲得帶(dai)有目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)的(de)目標基(ji)底，完成大(da)面(mian)積、無污染的(de)目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)的(de)轉移；施(shi)加的(de)外力(li)和目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)與目標基(ji)底間的(de)范德華力(li)共同作(zuo)用(yong)實現目標二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)(wei)圖(tu)(tu)案(an)(an)(an)陣列的(de)大(da)面(mian)積轉移。

9、所述的(de)步驟(zou)1)中，二(er)(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)納米片采用(yong)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為(wei)二(er)(er)(er)維(wei)(wei)(wei)過渡(du)金(jin)屬(shu)碳化(hua)(hua)(hua)物(wu)/氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)mxenes、二(er)(er)(er)維(wei)(wei)(wei)過渡(du)金(jin)屬(shu)硫(liu)族化(hua)(hua)(hua)合物(wu)tmds(transition?metal?dichalcogenides)、氧化(hua)(hua)(hua)石墨(mo)(mo)烯(xi)go(graphene?oxide)、石墨(mo)(mo)烯(xi)graphene、三(san)五族半導體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、黑磷(lin)、鐵基(ji)超(chao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、三(san)維(wei)(wei)(wei)拓(tuo)撲絕緣(yuan)體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、磁(ci)性拓(tuo)撲絕緣(yuan)體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)、二(er)(er)(er)維(wei)(wei)(wei)磁(ci)性材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)或準一(yi)維(wei)(wei)(wei)晶體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。

10、所述(shu)的步驟1)中，溶劑采用堿(jian)性(xing)水(shui)溶液或有機(ji)(ji)溶劑，堿(jian)性(xing)水(shui)溶液包(bao)(bao)括但不(bu)局(ju)限于(yu)水(shui)、氫氧化(hua)鈉(na)、氫氧化(hua)鉀、氫氧化(hua)鋰和(he)碳(tan)酸鈉(na)，有機(ji)(ji)溶劑包(bao)(bao)括但不(bu)局(ju)限于(yu)甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈和(he)碳(tan)酸丙烯(xi)酯。

11、所述的(de)步驟1)中(zhong)，二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料分(fen)(fen)散(san)(san)(san)液的(de)質量濃(nong)度為(wei)0.1-1.0mg/ml，二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料分(fen)(fen)散(san)(san)(san)液的(de)濃(nong)度應(ying)滿(man)足(zu)使二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料納米片(pian)在(zai)溶(rong)劑中(zhong)分(fen)(fen)散(san)(san)(san)均勻的(de)要求(qiu)，二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料分(fen)(fen)散(san)(san)(san)液的(de)濃(nong)度與所抽(chou)濾二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料微圖案(an)均勻度有關，濃(nong)度應(ying)適中(zhong)；二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料分(fen)(fen)散(san)(san)(san)液的(de)量與所抽(chou)濾二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料微圖案(an)厚度有關，按照所需厚度添加對應(ying)體積的(de)二(er)(er)(er)維材(cai)(cai)料分(fen)(fen)散(san)(san)(san)液。

12、所述的(de)(de)步驟2)中，刻有目(mu)標二(er)維材料(liao)(liao)微(wei)(wei)圖案的(de)(de)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版通過水進行濕潤(run)后獲得潤(run)濕的(de)(de)刻有目(mu)標二(er)維材料(liao)(liao)微(wei)(wei)圖案的(de)(de)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版；掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版采用(yong)(yong)使用(yong)(yong)反(fan)應離子刻蝕rie(reactive?ionetching)的(de)(de)方法加(jia)工的(de)(de)柔(rou)性(xing)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版或使用(yong)(yong)激光加(jia)工的(de)(de)剛性(xing)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版，柔(rou)性(xing)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版采用(yong)(yong)的(de)(de)材料(liao)(liao)為派瑞(rui)林或聚酰(xian)亞胺(an)，剛性(xing)掩(yan)(yan)(yan)(yan)模(mo)(mo)版采用(yong)(yong)的(de)(de)材料(liao)(liao)為硅(gui)片、玻璃、不銹鋼或鎢等。

13、所述的(de)步驟(zou)2)中，多(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)濾膜(mo)通(tong)過(guo)水進行(xing)濕潤(run)后(hou)獲得潤(run)濕的(de)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)濾膜(mo)；多(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)濾膜(mo)采用的(de)材(cai)料(liao)為尼龍(long)66材(cai)料(liao)、尼龍(long)6材(cai)料(liao)、聚(ju)丙烯(xi)、聚(ju)偏二氟(fu)乙烯(xi)、聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)、聚(ju)碳酸(suan)(suan)(suan)酯(zhi)、醋酸(suan)(suan)(suan)纖(xian)維素(su)、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)-醋酸(suan)(suan)(suan)混合(he)纖(xian)維素(su)、聚(ju)醚砜或聚(ju)乙烯(xi)；多(duo)(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)濾膜(mo)孔(kong)(kong)徑在0.1-1μm之間。

14、多孔聚合物(wu)濾膜(mo)(mo)采用表面改性技術提高其疏水性，對多孔聚合物(wu)濾膜(mo)(mo)表面氟(fu)化處理可使得多孔聚合物(wu)濾膜(mo)(mo)表面的接(jie)觸角大(da)于(yu)90°但孔道內部的接(jie)觸角小于(yu)90°。

15、所(suo)述(shu)的(de)(de)步驟(zou)3)中(zhong)，真(zhen)空(kong)抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)裝置包(bao)括真(zhen)空(kong)泵(beng)、抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)皿(min)(min)、多(duo)(duo)孔(kong)(kong)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)和(he)燒(shao)(shao)瓶，將潤(run)濕的(de)(de)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚合物濾(lv)(lv)膜(mo)施(shi)加(jia)真(zhen)空(kong)壓力后固(gu)定(ding)貼附在平整的(de)(de)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)上(shang)，多(duo)(duo)孔(kong)(kong)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)上(shang)方依(yi)次固(gu)定(ding)貼附有多(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚合物濾(lv)(lv)膜(mo)和(he)掩(yan)模(mo)版(ban)，將二維(wei)材(cai)料分(fen)散液用移(yi)液槍定(ding)量(liang)轉移(yi)至抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)皿(min)(min)中(zhong)，將多(duo)(duo)孔(kong)(kong)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)水平密(mi)(mi)封蓋在燒(shao)(shao)瓶的(de)(de)端口處，將抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)皿(min)(min)的(de)(de)端口豎直向(xiang)下并(bing)密(mi)(mi)封蓋在掩(yan)模(mo)版(ban)上(shang)，使(shi)用真(zhen)空(kong)泵(beng)將燒(shao)(shao)杯內抽(chou)(chou)(chou)真(zhen)空(kong)獲得真(zhen)空(kong)燒(shao)(shao)瓶，二維(wei)材(cai)料分(fen)散液中(zhong)的(de)(de)溶(rong)劑在真(zhen)空(kong)壓力輔(fu)助的(de)(de)作(zuo)用下依(yi)次從(cong)(cong)抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)皿(min)(min)、掩(yan)模(mo)版(ban)、多(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚合物濾(lv)(lv)膜(mo)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)砂(sha)芯(xin)(xin)(xin)抽(chou)(chou)(chou)濾(lv)(lv)至真(zhen)空(kong)燒(shao)(shao)瓶內；二維(wei)材(cai)料納(na)米片基于掩(yan)模(mo)版(ban)在多(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚合物濾(lv)(lv)膜(mo)上(shang)形成目(mu)標(biao)二維(wei)材(cai)料微圖案，從(cong)(cong)而(er)獲得半潤(run)濕狀態(tai)的(de)(de)帶有目(mu)標(biao)二維(wei)材(cai)料微圖案的(de)(de)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)聚合物濾(lv)(lv)膜(mo)。

16、所述的步驟4)中，將平整(zheng)光滑的目(mu)標(biao)基底進行(xing)親水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)具體為使用氧等離(li)子處理(li)(li)、紫外光處理(li)(li)、表(biao)面(mian)活性劑、親水(shui)(shui)(shui)聚合(he)物(wu)涂層(ceng)或納米結構法等，對目(mu)標(biao)基底進行(xing)的親水(shui)(shui)(shui)處理(li)(li)旨在提(ti)高(gao)其表(biao)面(mian)能。

17、目(mu)標基(ji)(ji)底采用(yong)的材料(liao)為(wei)玻璃、硅(gui)晶圓、石英、有機玻璃、金屬、聚二甲基(ji)(ji)硅(gui)氧烷pdms或液晶彈性體(ti)；目(mu)標基(ji)(ji)底的形狀(zhuang)可以為(wei)平面(mian)和曲(qu)面(mian)，可根據(ju)具體(ti)的應用(yong)場景選擇所需(xu)的目(mu)標基(ji)(ji)底。

18、所(suo)述的(de)步驟4)中，多(duo)(duo)孔聚合(he)物(wu)濾膜上的(de)目標二維材料(liao)微圖案在(zai)印(yin)刷和轉移過程中，多(duo)(duo)孔聚合(he)物(wu)濾膜的(de)濕潤程度保持不變。

19、所述的步驟4)中，目標二(er)維材料微圖案的特征尺(chi)寸(cun)在10-1000μm之間。

20、本發明方法利用真(zhen)空壓(ya)力輔助(zhu)的(de)(de)方式將二(er)維(wei)(wei)(wei)材料分散液中的(de)(de)溶劑(ji)抽離后(hou)，二(er)維(wei)(wei)(wei)材料納米(mi)片透過(guo)掩模(mo)版鏤空區域均(jun)勻致密(mi)地沉積在(zai)(zai)濾膜(mo)(mo)(mo)上，實現二(er)維(wei)(wei)(wei)材料微(wei)圖案的(de)(de)印刷(shua)；利用二(er)維(wei)(wei)(wei)材料薄膜(mo)(mo)(mo)與(yu)多孔聚合(he)物濾膜(mo)(mo)(mo)之(zhi)間(jian)的(de)(de)范德(de)華力小(xiao)于二(er)維(wei)(wei)(wei)材料薄膜(mo)(mo)(mo)與(yu)目標基底(di)(di)間(jian)范德(de)華力的(de)(de)特點(dian)，將目標基底(di)(di)貼(tie)附在(zai)(zai)微(wei)圖案上，保壓(ya)一段時(shi)間(jian)后(hou)翻轉(zhuan)取下，實現二(er)維(wei)(wei)(wei)材料微(wei)圖案從多孔聚合(he)物濾膜(mo)(mo)(mo)向(xiang)目標基底(di)(di)的(de)(de)轉(zhuan)移(yi)。

21、本發(fa)明(ming)的有益(yi)效果是：

22、1)本發明提(ti)出的一種二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)微(wei)圖(tu)案(an)(an)陣(zhen)(zhen)列印刷(shua)方法，相(xiang)較傳統的對預先(xian)制(zhi)備二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)薄膜進行圖(tu)案(an)(an)化的減材制(zhi)造工(gong)(gong)藝和(he)直接(jie)制(zhi)備二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)微(wei)圖(tu)案(an)(an)的增材制(zhi)造工(gong)(gong)藝，本發明無(wu)需(xu)先(xian)在抗蝕層(ceng)加(jia)工(gong)(gong)出目(mu)標圖(tu)案(an)(an)，再(zai)對二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)本身進行刻蝕，簡化了工(gong)(gong)序，無(wu)需(xu)去除抗蝕層(ceng)，所(suo)以不會(hui)引入新的雜質(zhi)；過程中(zhong)無(wu)需(xu)直接(jie)加(jia)工(gong)(gong)材料(liao)本身，不會(hui)使二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)發生空(kong)位和(he)非(fei)晶化等損傷(shang)，方法成(cheng)本低、成(cheng)形效(xiao)率高且工(gong)(gong)藝簡單，能短時(shi)間印刷(shua)大面積的二(er)(er)維(wei)(wei)(wei)材料(liao)微(wei)圖(tu)案(an)(an)陣(zhen)(zhen)列。

23、2)傳統的(de)直接生成二維(wei)材料微納圖案(an)(an)的(de)增(zeng)材制造(zao)技術只能生成特定形狀的(de)圖案(an)(an)或需(xu)對(dui)(dui)基底做預(yu)圖案(an)(an)化(hua)(hua)處理(li)，效率低且成本高，本發(fa)明通過更換不(bu)同的(de)掩膜版(ban)即可實現對(dui)(dui)不(bu)同圖案(an)(an)陣列的(de)印刷，無(wu)需(xu)對(dui)(dui)基底做預(yu)圖案(an)(an)化(hua)(hua)處理(li)，降低了工(gong)藝的(de)復雜性和成本。

24、3)本發明提出的二維材料微圖案(an)陣(zhen)列轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)方(fang)法，利用二維材料薄(bo)(bo)膜(mo)與(yu)目(mu)(mu)標(biao)基底間的范(fan)德(de)華力(li)高于二維材料薄(bo)(bo)膜(mo)與(yu)生長基底的范(fan)德(de)華力(li)的原(yuan)理，只需(xu)進行(xing)多孔(kong)聚合物濾膜(mo)至目(mu)(mu)標(biao)基底的一(yi)次轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)，相(xiang)較傳(chuan)統(tong)包括生長表面轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)至支(zhi)撐層和支(zhi)撐層轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)至目(mu)(mu)標(biao)基底兩次轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)的薄(bo)(bo)膜(mo)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)工(gong)藝，工(gong)藝簡單且成本低。

25、4)傳統的轉(zhuan)(zhuan)移(yi)工藝需引(yin)入(ru)支(zhi)撐(cheng)層，在(zai)去除支(zhi)撐(cheng)層時會難以(yi)避免地引(yin)入(ru)有機溶(rong)劑污(wu)染(ran)材料(liao)，本方(fang)法通過二(er)維材料(liao)與目標(biao)基底直接接觸(chu)實現轉(zhuan)(zhuan)移(yi)，無需引(yin)入(ru)支(zhi)撐(cheng)層，不會由于支(zhi)撐(cheng)層與目標(biao)基底的粗糙度不同，導致在(zai)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)過程中(zhong)產生裂(lie)縫和褶(zhe)皺等缺陷，也無需在(zai)后(hou)續去除支(zhi)撐(cheng)層，所以(yi)不會引(yin)入(ru)新的雜質，可(ke)實現二(er)維材料(liao)的無污(wu)染(ran)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)。

26、總之，本(ben)發(fa)明提出(chu)的(de)二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)圖(tu)案(an)陣列的(de)印刷及(ji)在不同基(ji)底上轉移的(de)方(fang)法操作簡單、轉移效率高且(qie)成本(ben)低，可以實現二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)微(wei)圖(tu)案(an)陣列大面(mian)積、高精度、無缺陷、圖(tu)案(an)化的(de)二維(wei)材(cai)(cai)料(liao)印刷及(ji)不同基(ji)底上的(de)無污(wu)染轉移。