[发明专利]柔性可拉伸导电线路及电路的制备方法与用途

权利要求书

1.一种柔性可拉伸导电线路，其特征在于，该导电线路包括：

弹性或柔性基底，在所述基底上由纳米级或微米级液态金属颗粒汇聚而成的互联导线，以及用于制备该导电线路的原始图案层和剥离层；所述原始图案层选自任何材料的表面，用于图案化液态金属颗粒；所述剥离层选自高分子溶液、优选为弹性体材料，用于使得图案导电；

优选地，所述导电线路线宽为200微米以下，更优选为100、50、20、10微米以下，进一步优选为5微米以下，最优选为1微米以下。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述液态金属选自以下一种或多种：镓、汞、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锌合金、铋锡铅铟镉组成的低熔点合金；和/或

所述基底为原始图案层或剥离层，所述原始图案层选自任何材料，所述剥离层的材质选自以下一种或多种：聚二甲基硅氧烷、Smooth-on系列材料、橡胶、塑料膜、树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、环氧树脂、聚苯乙烯、PET、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚乳酸-己内酯。

3.一种制备液态金属颗粒与高分子形成的复合物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在挥发性液体中将液态金属制备成纳米级或微米级的金属颗粒；

(2)在原始图案层上将步骤(1)制得的金属颗粒绘制成图案，所述原始图案层选自任何材料的表面；

(3)在所述图案上浇注高分子溶液，以形成剥离层；

(4)剥离所述剥离层，优选地，根据所述原始图案层与所述剥离层之间的亲和力不同，所述液态金属全部或部分转移到剥离层；

优选地，所述复合物为权利要求1或2所述的柔性可拉伸导电线路；更优选地，通过控制油墨的浓度从而调节所述导电线路的厚度在1到50微米之间；进一步优选地，通过控制油墨的浓度从而调节所述导电线路的厚度在5到20微米之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述挥发性液体选自以下一种或多种：乙醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、N-甲基吡咯烷酮、二元酸酯混合物，二甲基甲酰胺、二丙酮醇、1，3-二甲基－咪唑啉酮、二甲基亚砜、二乙二醇单丁醚、二乙二醇乙酸酯、乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、1,4-丁内酯；优选地，该挥发性液体中加入分散系，所述分散系选自以下一种或多种：六氟异丙醇、乙二醇、丙三醇、矿物油、石蜡油和树脂；和/或

所述高分子选自以下一种或多种：聚二甲基硅氧烷、Smooth-on系列材料、橡胶、塑料膜、树脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺环氧树脂、聚苯乙烯、PET、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚乳酸-己内酯。

5.根据权利要求3或4任一项所述的方法，其特征在于，在所述基底上绘制图案的方法选自以下至少一种：手绘、漏字板、丝网印刷、喷墨打印、微流沟道填充；

优选地，采用所述丝网印刷或微流沟道填充绘制图案；

更优选地，对于100微米以上线宽的图案绘制，使用所述丝网印刷的方法，对于100微米以下线宽的图案绘制，使用所述微流沟道填充方法。

6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述电路线路上焊接电子元器件的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法使用的焊料包括镓、汞、镓铟合金、镓铟锡合金、石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒、离子液体、导电的高分子聚合物中的一种或多种。

8.根据权利要求2-7中任一项所述方法制得的液态金属颗粒与高分子形成的复合物，其特征在于，所述复合物具有“海-岛结构”和“多孔结构”；其中“海-岛结构”包括表面的海-岛结构和内部的海-岛结构，表面的海-岛结构由液态金属形成的“岛”和高分子形成的“海”组成，内部的海-岛结构由高分子形成的“岛”和液态金属形成的“海”组成。