[发明专利]具有双面互异特性的液态金属柔性薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有双面互异特性的液态金属柔性薄膜，其特征在于，所述液态金属柔性薄膜的两面的特性互异，一面绝缘，另一面具有可控的导电性，所述的导电性由分布于所述液态金属柔性薄膜内的液态金属实现；所述液态金属柔性薄膜含有高分子材料、分散剂和液态金属，所述绝缘的特性由所述高分子材料实现，所述高分子材料为聚乙烯醇、醋酸纤维素、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚碳酸酯、乙烯醇、乙烯基乙酸酯和乙烯-丙烯聚合物中的一种或多种；所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种；所述高分子材料、分散剂和液态金属的质量比例为(0.1～1)：(0.1～1)：(5～50)。

2.根据权利要求1所述的液态金属柔性薄膜，其特征在于，所述液态金属为镓、镓铟合金、镓铟锡合金、铋铟锡锌合金中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的液态金属柔性薄膜，其特征在于，所述液态金属柔性薄膜的厚度为1μm～1mm。

4.一种权利要求1～3任一项所述的具有双面互异特性的液态金属柔性薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

向底面设置有聚合物层的凹槽内倒入含有高分子材料、分散剂和液态金属的混合溶液，放置至所述混合溶液内溶剂蒸发，将所得薄膜从所述底面上剥离。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)将高分子材料在水中溶胀，制得浓度为1～10g/100mL的高分子材料水溶液；

2)所述高分子材料水溶液与液态金属、分散剂混合，再加入所述高分子材料水溶液与液态金属、分散剂的质量的0.1～1倍的水，制成混合物；

3)对所述混合物进行2～4次超声处理，每次超声处理的时间为15～30min；

4)将步骤3)超声处理后的混合物倒入底部铺设PVA薄片的凹槽内，在温度15～60℃、湿度为50％RH以下的环境下，干燥3～6小时，将干燥得到的薄膜从所述PVA薄片上剥离。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，还包括操作：将薄膜从所述底面上剥离，与凹槽底面相对的一面具有可控的导电性；将这一面的液态金属上的氧化膜局部或全部去除，获得局部或全部的导电功能。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括：采用针刺、激光烧结、擦除法中的一种或多种方式，在具有可控的导电性的一面上局部去除氧化膜形成导电通路；或，用擦除法把氧化膜全部去除。

8.权利要求1～3任一项所述具有双面互异特性的液态金属柔性薄膜的应用，其特征在于，应用于柔性电路、电容器、可穿戴电子器件的制备以及3D打印。