[发明专利]柔性可拉伸线路的表面修饰方法及其应用

说明书

本发明提供了一种柔性可拉伸线路的表面修饰方法及其应用。该方法可以明显提高导电线路细胞相容性与组织相容性和导电线路与细胞/组织直接接触的线路稳定性，长时间细胞共培养或体内植入后导电性能仍得到很好保持；克服表面氧化层造成的法拉第笼效应，作为电极能够产生稳定电场，提高了导电线路的功能性；方法步骤简便，易于操作，无需特殊仪器即可进行表面处理，并用于大规模制备功能性柔性线路；经过直接表面修饰或多重表面修饰的柔性可拉伸线路，可以广泛地用于与细胞或组织直接接触或间接接触的导电线路，用于组织工程、生物传感、光电材料等领域；能够快速实现工业级大规模制备，用于可穿戴电子设备，植入式医疗器械等领域。

技术领域

本发明属于电子电路领域，具体涉及一种柔性可拉伸线路的表面修饰方法及其应用。

背景技术

随着生物科技发展，可穿戴设备及植入式柔性电子器件等得到很大的发展，但真正用于人体的可穿戴或植入设备受到了极大的技术局限。究其原因，现有的柔性电路，尤其是与细胞或组织直接接触作用的电路，不能提供足够好的生物(细胞/组织)相容性，导致其植入体内后由于局部环境恶化导致不能正常作用或对原有功能造成性能破坏。

我们提出了一种柔性可拉伸电线路及电路的制备方法与用途。该方法实质是即一种简单方便且万能的液态金属图案化技术，即可在各种各样的基底上简单快速地实现液态金属的图案化。该制备方法简便、快速且液态金属用量少，不需要额外的外力，且图案不产生裂纹，线宽可控，具有很高的分辨率，适于大规模生产。按照该方法制备的线路具有极好的柔性和可拉伸性能，且适用于各种线宽的电路(线宽最小能到1微米)。并且铟镓这两种液态金属元素的化合物有多种本身也是常用的高性能半导体材料，所以该制备方法可以延伸到各种半导体的制备。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种柔性可拉伸线路的表面修饰方法及其应用。

在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“PDMS”是指：聚二甲基硅氧烷。本文中所述的“PDMS”溶液包括：预聚体与固化剂，比例为5:1～50:1。

术语“Smooth-on系列材料”是指：美国smooth-on公司开发并出售的一系列商用的硅胶、橡胶、树脂和聚氨酯等材料。如Smooth-on Ecoflex系列、Smooth-on Dragon Skin系列等。

术语“Smooth-on Ecoflex系列”是指：美国smooth-on公司开发并出售的一系列硅橡胶，包括Ecoflex 0010、Ecoflex 0020、Ecoflex 0030、Ecoflex0050等。固化后超级柔软、强韧、弹性极佳，不收缩。

术语“Smooth-on Dragon Skin系列”是指：美国smooth-on公司开发并出售的一系列硅橡胶，包括Dragon Skin 10、Dragon Skin 20、Dragon Skin30、Dragon Skin FX。固化后柔软，且具有高拉伸性和恢复性。

术语“PET”是指：聚对苯二甲酸乙二醇酯。

术语“高分子”是指：相对分子质量高于10000的分子。

术语“弹性体”是指：既具有柔性，又具有拉伸性能的柔软材料，如PDMS、Smooth-on系列材料等。

术语“原始图案层”是指：利用液态金属颗粒在基底材料上图案化的一层。

术语“Fibronectin”是指：纤维黏连蛋白；

术语“Collagen I/III”是指：胶原蛋白I/III；

术语“Laminin”是指：层粘连蛋白；

术语“Gelatin”是指：明胶；