[发明专利]液态金属基柔性结构单元的制备方法及应力传感器

权利要求书

1.一种液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)制备图案化的浸润-不浸润模板，即，在液态金属不浸润的基板上存在着液态金属可浸润的图案；所述基板材料包括PP、PI、PET、PBT、PDMS，以及以它们为基体的复合材料；

(2)将图案化的浸润-不浸润模板置于包含液态金属的氢氧化钠溶液中，搅拌溶液使液态金属在重力作用下覆盖在图案表面，得到液态金属图案；

(3)经上述步骤处理后的模板表面用第一弹性体进行封装；

(4)将第一弹性体从所述模板表面剥离，液态金属图案从模板表面转移到第一弹性体中。

2.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：构成图案的材料包括铜、金、铟、锡、PVC、PVA中的一种或多种的复合材料。

3.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：所述图案形成电路、电极、电容、点阵、线圈、应变片中的一种或多种的组合。

4.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：在液态金属不浸润的基板制备液态金属可浸润的图案的方法包括掩膜版法、腐蚀法、喷墨打印、3D打印、电子束、热蒸镀、磁控溅射中一种或多种。

5.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：液态金属包括汞、镓铟合金、镓铟锡合金，以及过渡金属、固态非金属元素的一种或多种掺杂的镓铟合金、镓铟锡合金。

6.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：所述的第一弹性体材料包括硅胶、聚二甲基硅氧烷、橡胶、水凝胶、聚氨酯、SEBS、POE、Ecoflex中的一种或几种复合的材料以及以它们为基底包含掺杂材料的复合材料。

7.如权利要求6所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：所述掺杂材料包括炭黑、白炭黑、碳纳米管、银纳米线、银包镍颗粒中的一种或者几种。

8.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：所述的步骤(4)中，剥离方法包括机械剥离、加力剥离、加电剥离、冷冻剥离、加热剥离、加压剥离、加磁剥离、加溶剂剥离、等离子处理剥离中的一种或几种。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：在步骤(4)完成之后，在剥离后的第一弹性体表面增加第二弹性体材料以封装液态金属图案。

10.如权利要求9所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：所述的第二弹性体材料包括硅胶、聚二甲基硅氧烷、橡胶、水凝胶、聚氨酯、SEBS、POE、Ecoflex中的一种或几种复合的材料以及以它们为基底包含掺杂材料的复合材料。

11.如权利要求1所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法，其特征是：对剥离后的第一弹性体表面进行等离子处理、涂覆环氧树脂、涂覆黏性胶水中的一种或多种，然后将第二弹性体材料铺满在其表面后进行固化粘合。

12.一种应力传感器，包括权利要求1至8中任一权利要求所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法制得的柔性结构单元。

13.一种应力传感器，包括权利要求9所述的液态金属基柔性结构单元的制备方法制得的柔性结构单元。