CN116543982B - 微电极制备方法及微电极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微电极制备方法及微电极。该微电极制备方法包括：提拉涂膜设备夹持金属探针的顶部，使所述金属探针保持竖直状态；控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针沿竖直方向***包覆液中；控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针从所述包覆液中拔出；所述金属探针外壁的包覆液在重力作用及表面张力作用下露出所述金属探针的针尖，并使包覆液包覆于所述金属探针的外壁形成绝缘层；将包覆后的所述金属探针静置，并将静置后的所述金属探针转移至温箱，使所述绝缘层转变成玻璃态的涂层；重复上述的涂布步骤，直至所述金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值，包覆后的所述金属探针形成微电极。简化制备过程，降低制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及电化学微电极技术领域，特别是涉及一种微电极制备方法及微电极。
背景技术
在电化学的研究中，常需要微电极来测量反应界面局部的反应活性。此外，微电极还可以直接在尺寸极小的金属表面连接电极材料，用于测量微观条件下电极材料的反应特性。因此，需要用特征尺寸较小的金属作为探针来实现微电极的功能。一般情况下，金属探针只需要尖端极小的一部分裸露，用于进行电化学实验，其余部分则需要涂上绝缘层，避免与电解液接触，只作为提供电子的集流体。
传统的方案中，一般采用铂丝(直径10微米以上)作为金属载体，将聚四氟乙烯或者玻璃包覆于整根铂丝上。将整根的铂丝剪断后，对铂丝的尖端进行抛光打磨，使表面平整，得到微电极。采用铂丝制作微电极时，需要进行对铂丝的表面进行抛光，操作过程繁琐，此外铂丝在加工处理过程中极易断裂，制备过程难度较大。另外，也有部分研究者采用无定形氟树脂溶液对表面进行包覆，但包覆后的探针需要利用FIB/SEM(聚焦离子束扫描电镜)仪器进行切割，该仪器成本较高，因此该方案加工成本高。
也就是说，目前的微电极制备时存在制备过程复杂、难度大以及成本高的问题，不便于微电极的成型制作。
发明内容
基于此，有必要针对目前微电极制备过程复杂、难度大以及成本高问题，提供一种能够简化制备过程、降低制备难度与生产成本的微电极制备方法及微电极。
一种微电极制备方法，包括：
提拉涂膜设备夹持金属探针的顶部，使所述金属探针保持竖直状态；
控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针沿竖直方向***包覆液中；
控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针从所述包覆液中拔出；
所述金属探针外壁的包覆液在重力作用及表面张力作用下露出所述金属探针的针尖，并使包覆液包覆于所述金属探针的外壁形成绝缘层；
将包覆后的所述金属探针静置，并将静置后的所述金属探针转移至温箱，使所述绝缘层转变成玻璃态的涂层；
重复上述的涂布步骤，直至所述金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值，包覆后的所述金属探针形成微电极。
在一实施例中，在将所述金属探针从所述包覆液中拔出之前，所述微电极制备方法还包括如下步骤：
所述金属探针在所述包覆液中静置第一预设时间。
在一实施例中，将包覆后的所述金属探针静置的步骤包括：
将包覆后的所述金属探针放置于室温环境静置第二预设时间，或者，将包覆后的所述金属探针放置于加热装置中静置第三预设时间，并控制所述加热装置以第一预设温度对进行加热。
在一实施例中，所述提拉涂膜设置带动所述金属探针从所述包覆液中拔出的步骤包括：
所述提拉涂膜设备控制所述金属探针沿竖直方向从所述包覆液中拔出；
所述提拉涂膜设备控制所述金属探针的提拉速度大于100mm/min。
在一实施例中，在所述温箱中，所述绝缘层转变成所述玻璃态的步骤包括：
将静置后的所述金属探针放置于所述温箱；
控制所述温箱的温度升至第二预设温度；
包覆后的所述金属探针在所述温箱中加热第四预设时间后，取出所述金属探针。
在一实施例中，所述金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值的步骤包括：
将所述微电极作为工作电极，并设置对电极；
在相对所述工作电极与所述对电极在点位为0.01V～4.3V的范围内进行循环伏安测试，以得到所述金属探针的峰值电流。
在一实施例中，所述金属探针***所述包覆液的深度大于1cm。
在一实施例中，所述金属探针的针尖的直径尺寸小于20微米。
在一实施例中，所述金属探针采用钨、钨钢合金或铍铜合金制成。
一种微电极，包括金属探针以及绝缘层，所述绝缘层采用如上述任一技术特征所述的微电极制备方法包覆于所述金属探针的外壁。
采用上述方案后，本发明至少具有如下技术效果：
本发明的微电极制备方法及微电极，使用该制备方法制备微电极时，将金属探针安装到提拉涂膜设备，并保证金属探针沿竖直方向设置。金属探针安装到提拉涂膜设备后，提拉涂膜设备带动金属探针***到包覆液中，随后，提拉涂膜设备提拉金属探针，使得金属探针从包覆液中拔出。金属探针拔出后，金属探针的表面会附着包覆液，由于金属探针的尺寸较小，包覆液会在金属探针的表面受到表面张力作用，同时，包覆液在金属探针的表面还会受到重力作用，如此，包覆液会包覆在金属探针的外壁，并在针尖的上方形成球状液滴的绝缘层，以将金属探针的针尖露出。包覆后的金属探针静置后转移到温箱中，温箱对包覆后的金属探针加热，使得金属探针的绝缘层转变成玻璃态，保证绝缘层均一、光滑并具有较好的粘性。将金属探针从温箱中取出，并重复执行涂布过程，直至金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值，停止涂布，此时，包覆后的金属探针形成微电极。
该微电极制备方法，采用金属探针制备微电极，金属探针具有针尖，采用提拉涂膜设备在金属探针的外壁设置绝缘层后，金属探针的针尖露出，无需进行打磨即可作为微电极使用，简化制备过程，避免出现打磨导致的断裂问题，降低制备难度。同时，金属探针采用提拉涂膜方法进行包覆，无需利用聚焦离子束扫描电镜进行切割，降低制作成本，便于微电极的制备。
附图说明
图1为本发明一实施例的金属探针***包覆液的示意图；
图2为图1所示的金属探针从包覆液中拔出并制成微电极的示意图；
图3为本发明一实施例的微电极制备的流程图；
图4为图3所示的微电极制备流程中去除金属探针外壁溶剂的流程图；
图5为图3所示的微电极制备流程中将金属探针从包覆液中提拉的流程图；
图6为图3所示的微电极制备流程中对微电极进行循环伏安测试的流程图。
其中：100、金属探针；110、探针主体；120、针尖；200、绝缘层；300、包覆液。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参见图1至图3，本发明提供一种微电极制备方法。该微电极制备方法用于制备电化学领域中的微电极。该微电极用于进行电化学实验，以满足电化学实验需求。可以理解的，传统的方案中，一般采用铂丝(直径10微米以上)作为金属载体，将聚四氟乙烯或者玻璃包覆于整根铂丝上。将整根的铂丝剪断后，对铂丝的尖端进行抛光打磨，使表面平整，得到微电极。采用铂丝制作微电极时，需要进行对铂丝的表面进行抛光，操作过程繁琐，此外铂丝在加工处理过程中极易断裂，制备过程难度较大。另外，也有部分研究者采用无定形氟树脂溶液对表面进行包覆，但包覆后的探针需要利用FIB/SEM(聚焦离子束扫描电镜)仪器进行切割，该仪器成本较高，因此该方案加工成本高。
为此，本发明提供一种新型的微电极制备方法，该微电极制备方法采用金属探针100作为基体，在金属探针100的表面包覆绝缘层200，并使得金属探针100的针尖120露出，从而形成微电极。采用该制备方法制备的微电极，无需进行打磨可以直接使用，降低加工难度，还无需使用FIB/SEM(聚焦离子束扫描电镜)进行切割，降低成本。以下介绍微电极一实施例的具体制备方法。
参见图1至图3，在一实施例中，微电极制备方法包括：
S1：提拉涂膜设备夹持金属探针100的顶部，使所述金属探针100保持竖直状态；
S2：控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针100沿竖直方向***包覆液300中；
S3：控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针100从所述包覆液300中拔出；
S4：所述金属探针100外壁的包覆液300在重力作用及表面张力作用下露出所述金属探针100的针尖120，并使包覆液300包覆于所述金属探针100的外壁形成绝缘层200；
S5：将包覆后的所述金属探针100静置，并将静置后的所述金属探针100转移至温箱，使所述绝缘层200转变成玻璃态的涂层；
S6：重复上述的涂布步骤，直至所述金属探针100的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值，包覆后的所述金属探针100形成微电极。
可以理解的，金属探针100只需要针尖120极小的一部分裸露用于电化学实验，其余部分需要涂上绝缘层200，避免与电解液接触，只作为提供电子的集流体。所以，本发明的微电极制备方法是实现绝缘层200包覆在金属探针100的外侧，并使得金属探针100的针尖120露出，降低加工难度与加工成本，便于微电极的制备。该微电极制备方法在制备微电极时，采用的是提拉涂膜法在金属探针100的表面包覆绝缘层200。
具体的，将金属探针100***到包覆液300中，再将金属探针100从包覆液300中拔出，包覆液300附着在金属探针100的外壁，通过重力与表面张力的作用在金属探针100的外壁形成绝缘层200。该提拉涂膜法使用提拉涂膜设备安装金属探针100，提拉涂膜设备带动金属探针100***包覆液300，以及将金属探针100从包覆液300中拔出。关于提拉涂膜设备为现有的设备，而且，提拉涂膜设备的夹具能够实现金属探针100的可靠夹持，在此不再赘述。
金属探针100的底部为针尖120，提拉涂膜设备的夹具夹持金属探针100的底部，使得金属探针100沿竖直方向设置。也就是说，金属探针100沿竖直方向被提拉涂膜设备的夹具夹持，并且，提拉涂膜设备带动金属探针100***与拔出包覆液300时，金属探针100也是沿竖直方向的，这样，能够保证包覆液300在同一高度位置基本均匀的包覆在金属探针100的外壁，从而保证绝缘层200对金属探针100的包覆效果。
而且，本发明的微电极制备采用金属探针100作为针体，金属探针100的底部为针尖120。也就是说，金属探针100的端部为尖端。当使用金属探针100制备微电极后，该金属探针100的针尖120直接为微电极的尖端，可以直接使用该尖端进行电化学实验，无需对微电极的端部进行打磨抛光，简化微电极的制备步骤，降低制备难度，避免打磨过程中发生断裂。
提拉涂膜设备提拉金属探针100，使得金属探针100从包覆液300中拔出后，包覆液300会附着在金属探针100的外壁。由于金属探针100的针尖120较小，金属探针100在针尖120处会产生表面张力的作用，同时，金属探针100沿竖直方向提拉，金属探针100外壁附着的包覆液300还会受到重力作用。金属探针100外壁的包覆液300在重力作用与表面张力的作用下，会在针尖120处形成液滴，并使得金属探针100的针尖120露出。也就是说，金属探针100在针尖120位置会有金属露出，便于后期进行电化学实验。
将从包覆液300提拉出的金属探针100静置，以去除金属探针100外壁的大部分溶剂。可以理解的，金属探针100静置后，包覆在金属探针100外壁的溶剂会逐渐挥发，达到去除大部分溶剂的目的，使得剩余的包覆液300在金属探针100的外壁包覆好以形成绝缘层200。将包覆好的金属探针100放置到温箱中，温箱进行加热，使得温箱中的温度升至包覆液300的玻璃化温度以上，以对包覆液300进行加热，加热一段时间后，去除所有溶剂，并使得绝缘层200转变成玻璃态，得到更加均一、更光滑且粘附性更好的绝缘层200，保证绝缘层200对金属探针100的包覆效果与绝缘效果。关于温箱为现有设备，在此不再赘述。
金属探针100按照步骤S1至S5完成一次涂布过程。而且，重复执行步骤S1至S5，以对金属探针100进行多次涂布，直至金属探针100的伏安循环测试的峰值电流小于预设电流值，表明金属探针100完成涂布，绝缘层200准确的包覆在金属探针100的外侧，形成微电极，该微电极可以进行电化学实验。这里的伏安循环测试方法一种电化学研究方法。该方法控制微电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使微电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线，以用于判断微电极表面微观反应过程等。
参见图1至图3，采用上述实施例的微电极制备方法制备微电极时，将金属探针100沿竖直方向安装在提拉涂膜设备，控制提拉涂膜设备带动金属探针100***到包覆液300中，使得金属探针100的外壁与包覆液300充分接触。随后，提拉涂膜设备提拉金属探针100，使得金属探针100从包覆液300中拔出。此时，一部分的包覆液300会附着在金属探针100的外壁，在表面张力与重力作用下，包覆液300会在针尖120处形成液滴，并使得金属探针100的针尖120露出。然后，将金属探针100静置以去除金属探针100外壁的大部分溶剂，使得剩余的包覆液300在金属探针100的外壁包覆好以形成绝缘层200。将包覆好的金属探针100放置到温箱中，温箱进行加热，使得温箱中的温度升至包覆液300的玻璃化温度以上，以对包覆液300进行加热，加热一段时间后，去除所有溶剂，并使得绝缘层200转变成玻璃态，得到更加均一、更光滑且粘附性更好的绝缘层200。重复执行涂布过程，直至金属探针100的伏安循环测试的峰值电流小于预设电流值，表明金属探针100完成涂布，绝缘层200准确的包覆在金属探针100的外侧，形成微电极，该微电极可以进行电化学实验。
该微电极制备方法采用金属探针100作为制备微电极，金属探针100具有针尖120/锥角，采用提拉涂膜设备在金属探针100的外壁设置绝缘层200后，金属探针100的针尖120露出，无需进行打磨即可作为微电极使用，简化制备过程，避免出现打磨导致的断裂问题，降低制备难度。同时，金属探针100采用提拉涂膜方法进行包覆，无需利用聚焦离子束扫描电镜进行切割，降低制作成本，便于微电极的制备。该微电极制备方法能够制作得到带有绝缘层200包覆的金属探针100，用于制备电化学的微电极。
参见图1和图2，在一实施例中，金属探针100包括探针主体110以及上文中的针尖120，针尖120设置在探针主体110的底部端部。绝缘层200包覆在探针主体110靠近针尖120的一端，并部分包覆针尖120。针尖120呈锥形设置，针尖120的最底部为尖端，探针主体110呈圆柱形设置。绝缘层200包覆一部分锥形表面，包覆部分圆柱形表面。
在一实施例中，探针主体110的直径尺寸范围大于100微米。这样能够提高金属探针100的机械强度，使得金属探针100的机械强度远高于铂丝，便于金属探针100的加工。
在一实施例中，所述金属探针100的针尖120的直径尺寸小于20微米。这样，金属探针100的针尖120能够满足电化学实验的要求。
可选地，针尖120的直径尺寸从与探针主体110连接的一端到远离探针主体110的一端逐渐减小。这样能够避免在探针主体110与针尖120的连接处形成台阶结构，保证金属探针100的结构强度。
参见图3，在一实施例中，在将所述金属探针100从所述包覆液300中拔出之前，所述微电极制备方法还包括如下步骤：
S7：所述金属探针100在所述包覆液300中静置第一预设时间。
也就是说，提拉涂膜设备将金属探针100***到包覆液300后，金属探针100需要在包覆液300中静置一定的时间，使得金属探针100充分与包覆液300接触，从而实现金属探针100的充分浸润。这样，提拉涂膜设备提拉金属探针100时，金属探针100的外壁能够附着一定的包覆液300被拔出。可选地，第一预设时间为30s～90s。较佳地，第一预设时间为30s。当然，在本发明的其他实施方式中，此过程也可被省略。也就是说，提拉涂膜设备带动金属探针100***包覆液300后，可以直接提拉金属探针100，使得金属探针100从包覆液300中拔出，通过多次重复涂布操作，以在金属探针100的外壁形成绝缘层200。
参见图3和图4，在一实施例中，将包覆后的所述金属探针100静置的步骤包括：
S51：将包覆后的所述金属探针100放置于室温环境静置第二预设时间，或者，将包覆后的所述金属探针100放置于加热装置中静置第三预设时间，并控制所述加热装置以第一预设温度对进行加热。
将从包覆液300中拔出的金属探针100静置时，可以直接将金属探针100在室温环境下静置，金属探针100外壁的溶剂能够在室温环境下挥发。待金属探针100外壁的大部分溶剂挥发后，再将金属探针100从室温环境转移到温箱中。当然，将从包覆液300中拔出的金属探针100静置时，也可将金属探针100放置在加热装置中静置，通过加热装置对金属探针100所处的环境进行加热，使得金属探针100外壁的溶液在加热装置中挥发。待金属探针100外壁的大部分溶剂挥发后，再将金属探针100从加热装置转移到温箱中。加热装置为现有设备，在此不再赘述。
可选地，金属探针100在室温环境中静置第二预设时间，或者，金属探针100在加热装置中静置第三预设时间，第二预设时间大于第三预设时间。可以理解的，溶剂在温度高的环境中会挥发快，在温度低的环境中挥发的慢。加热装置中的环境温度要高于室温环境的温度，所以金属探针100在室温环境中静置的时间要大于在加热装置中静置的时间。
值得说明的是，第二预设时间与第三预设时间的设定根据当前的温度进行选择。示例性地，若加热装置中提供50℃的加热环境，则第三预设时间为3min～5min。也就是说，金属探针100在50℃的条件下静置3min～5min，即可实现去除大部分溶剂的技术效果。若温度越低则金属探针100需要静置的时间越长，在此不再赘述。
参见图3和图4，在一实施例中，在所述温箱中，所述绝缘层200转变成所述玻璃态的步骤包括：
S52：将静置后的所述金属探针100放置于所述温箱；
S53：控制所述温箱的温度升至第二预设温度；
S54：包覆后的所述金属探针100在所述温箱中加热第四预设时间后，取出所述金属探针100。
金属探针100静置后，金属探针100外壁的大部分溶剂被去除，剩余的包覆液300在金属探针100的外壁形成绝缘层200，此时，需要将金属探针100外壁的绝缘层200转变为玻璃态，形成玻璃态的绝缘层200，以使得绝缘层200的绝缘效果以及厚度均一等。具体的，将静置后的金属探针100转移到温箱中，控制温箱加热，使得温度升高至包覆液300的玻璃化温度以上。这样，金属探针100在温箱中加热一段时间后，能够去除所有的溶剂，并使得绝缘层200在该温度下转化为玻璃态的绝缘层200，从而得到更均一、更光滑的绝缘层200，保证金属探针100的绝缘效果。
可以理解的，不同包覆液300转变成玻璃态的温度不同，即第二预设温度根据包覆液300的类型进行设计，只要保证第二预设温度大于等于包覆液300转变成玻璃态的温度即可。示例性地，包覆液300为含氟化合物溶液，第二预设温度大于135℃，即含氟化合物溶液对应的转变温度为135℃，只要温箱中的温度高于此温度，即可实现玻璃态转变。
而且，金属探针100需要在温箱中加热第四预设时间，实现所有溶剂的挥发，同时，使得绝缘层200充分的转变为玻璃态。值得说明的是，第四预设时间根据加热温度即包覆液300的类型进行设定，在此不再赘述。
参见图3和图5，在一实施例中，所述提拉涂膜设置带动所述金属探针100从所述包覆液300中拔出的步骤包括：
S31：所述提拉涂膜设备控制所述金属探针100沿竖直方向从所述包覆液300中拔出；
S32：所述提拉涂膜设备控制所述金属探针100的提拉速度大于100mm/min。
提拉涂膜设备沿竖直方向带动金属探针100***包覆液300中，在金属探针100与包覆液300充分浸润后，提拉涂膜设备沿竖直方向提拉金属探针100，使得金属探针100沿竖直方向从包覆液300中拔出。这样，金属探针100外壁附着的包覆液300能够受到沿竖直方向的重力，进而在重力与表面张力的作用下在金属探针100的针尖120处形成液滴。
而且，提拉涂膜设备带动金属探针100以大于100mm/min的速度提拉，从而使得金属探针100缓慢的从包覆液300中拔出，避免速度过快导致金属探针100的外壁无法附着包覆液300，或者附着的包覆液300过少。
参见图3和图6，在一实施例中，所述金属探针100的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值的步骤包括：
S61：将所述微电极作为工作电极，并设置对电极；
S62：在相对所述工作电极与所述对电极在点位为0.01V～4.3V的范围内进行循环伏安测试，以得到所述金属探针100的峰值电流。
金属探针100涂布一层后，对金属探针100进行循环伏安测试，若金属探针100的峰值电流大于预设电流值，则表明绝缘层200的厚度不能满足电化学需求，需要进行再次涂布。每次涂布后对金属探针100进行循环伏安测试，直至金属探针100的峰值电流小于预设电流值，完成微电极的制备。
对金属探针100进行伏安循环测试时，将包覆好的金属探针100作为工作电极，将锂金属或铂金属作为对电极，在相对工作电极与对电极在点位为0.01V～4.3V的范围内进行循环伏安测试，以得到金属探针100的峰值电流，并将峰值电流与预设电流值进行比对，以判断峰值电流是否小于预设电流值。可选地，预设电流值为100pA。也就是说，金属探针100的循环伏安测试中的峰值电流小于100pA即可停止对金属探针100的涂布。
在一实施例中，所述金属探针100***所述包覆液300的深度大于1cm。也就是说，提拉涂膜设备带动金属探针100***包覆液300中的深度要大于1cm，以使得金属探针100能够与包覆液300充分接触，以满足金属探针100包覆绝缘层200的长度需求。
在一实施例中，所述包覆液300为含氟化合物液体。包覆液300采用化学性质稳定的含氟化合物溶液，以保证形成绝缘层200的绝缘效果。可选地，包覆液300可为聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、无定型氟树脂等溶液。可选地，包覆液300采用无定型氟树脂与氟化液FC-40所配置的溶液，无定型氟树脂的浓度最高为10％。本实施例中，包覆液300中无定型氟树脂的浓度为6％。
在一实施例中，金属探针100采用易加工硬质金属制成。可选地，所述金属探针100采用钨、钨钢合金或铍铜合金等制成，以保证金属探针100的强度。
参见图1至图3，本发明采用上述的微电极制备方法制备微电极时，采用金属探针100作为制备微电极，金属探针100具有针尖120/锥角，采用提拉涂膜设备在金属探针100的外壁设置绝缘层200后，金属探针100的针尖120露出，无需进行打磨即可作为微电极使用，简化制备过程，避免出现打磨导致的断裂问题，降低制备难度。同时，金属探针100采用提拉涂膜方法进行包覆，无需利用聚焦离子束扫描电镜进行切割，降低制作成本，便于微电极的制备。该微电极制备方法能够制作得到带有绝缘层200包覆的金属探针100，用于制备电化学的微电极。
参见图1和图2，本发明还提供一种微电极，包括金属探针100以及绝缘层200，所述绝缘层200采用如上述任一实施例所述的微电极制备方法包覆于所述金属探针100的外壁。本发明的微电极在金属探针100的外侧包覆绝缘层200，使得金属探针100的针尖120露出，无需进行打磨即可作为微电极使用，简化制备过程，避免出现打磨导致的断裂问题，降低制备难度。同时，金属探针100采用提拉涂膜方法进行包覆，无需利用聚焦离子束扫描电镜进行切割，降低制作成本，便于微电极的制备。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种微电极制备方法，其特征在于，包括：
提拉涂膜设备夹持金属探针的顶部，使所述金属探针保持竖直状态；
控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针沿竖直方向***包覆液中；
控制所述提拉涂膜设备带动所述金属探针从所述包覆液中拔出；
所述金属探针外壁的包覆液在重力作用及表面张力作用下，会在针尖形成液滴，并使金属探针的针尖露出，露出所述金属探针的针尖，包覆液包覆于所述金属探针的外壁形成绝缘层；
将包覆后的所述金属探针静置，并将静置后的所述金属探针转移至温箱，使所述绝缘层转变成玻璃态的涂层；
重复上述的涂布步骤，直至所述金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值，包覆后的所述金属探针形成微电极。
2.根据权利要求1所述的微电极制备方法，其特征在于，在将所述金属探针从所述包覆液中拔出之前，所述微电极制备方法还包括如下步骤：
所述金属探针在所述包覆液中静置第一预设时间。
3.根据权利要求1所述的微电极制备方法，其特征在于，将包覆后的所述金属探针静置的步骤包括：
将包覆后的所述金属探针放置于室温环境静置第二预设时间，或者，将包覆后的所述金属探针放置于加热装置中静置第三预设时间，并控制所述加热装置以第一预设温度对进行加热。
4.根据权利要求1所述的微电极制备方法，其特征在于，所述提拉涂膜设置带动所述金属探针从所述包覆液中拔出的步骤包括：
所述提拉涂膜设备控制所述金属探针沿竖直方向从所述包覆液中拔出；
所述提拉涂膜设备控制所述金属探针的提拉速度大于100mm/min。
5.根据权利要求1所述的微电极制备方法，其特征在于，在所述温箱中，所述绝缘层转变成所述玻璃态的步骤包括：
将静置后的所述金属探针放置于所述温箱；
控制所述温箱的温度升至第二预设温度；
包覆后的所述金属探针在所述温箱中加热第四预设时间后，取出所述金属探针。
6.根据权利要求1所述的微电极制备方法，其特征在于，所述金属探针的循环伏安测试中的峰值电流小于预设电流值的步骤包括：
将所述微电极作为工作电极，并设置对电极；
在相对所述工作电极与所述对电极在点位为0.01V~4.3V的范围内进行循环伏安测试，以得到所述金属探针的峰值电流。
7.根据权利要求1至6任一项所述的微电极制备方法，其特征在于，所述金属探针***所述包覆液的深度大于1cm。
8.根据权利要求1至6任一项所述的微电极制备方法，其特征在于，所述金属探针的针尖的直径尺寸小于20微米。
9.根据权利要求1至6任一项所述的微电极制备方法，其特征在于，所述金属探针采用钨、钨钢合金或铍铜合金制成。
10.一种微电极，其特征在于，包括金属探针以及绝缘层，所述绝缘层采用如权利要求1至9任一项所述的微电极制备方法包覆于所述金属探针的外壁。
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