[发明专利]导电水凝胶器件及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种导电水凝胶器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

由带正电荷的聚合物、多酸和水制备聚合物/多酸混合溶液；

将该聚合物/多酸混合溶液进行冷冻、解冻，得到聚合物/多酸水凝胶；

制备银离子溶液，并用该银离子溶液在该聚合物/多酸水凝胶的表面形成具有预定图案的线路雏形；

对该线路雏形进行紫外光照，对银离子进行原位还原，得到导电线路；以及

在该导电线路上集成所需功能元件，完成封装，得到导电水凝胶器件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该聚合物/多酸混合溶液的制备包括如下步骤：以待形成的聚合物/多酸混合溶液的总重量为基准计，将10～25wt％的带正电荷的聚合物溶于水中，形成聚合物溶液；将0.5～5wt％的多酸溶于水中，形成多酸溶液；以及将该多酸溶液与该聚合物溶液混合均匀，形成聚合物/多酸混合溶液，水占该聚合物/多酸混合溶液的百分比为70-89.5wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该带正电荷的聚合物为主链或侧链含有氨基、吡啶基、咪唑基、季鏻盐或者季铵盐的聚合物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该带正电荷的聚合物包括以下物质中的一种或多种：聚乙烯亚胺、多聚赖氨酸、聚丙烯酰胺、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-叔丁基氨乙基甲基丙烯酸酯和壳聚糖。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该多酸包括以下物质中的一种或多种：磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、铕钼酸及镝钼酸。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该冷冻为在-10℃～-30℃冷冻5-30分钟，该解冻为在10℃～30℃解冻30－180分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该银离子溶液的制备包括如下步骤：以所述银离子溶液的总重量为基准计，该银离子溶液包括40～80wt％的银盐以及余量的水。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述银盐包括硝酸银或溴化银。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：该紫外光照步骤的紫外光的波段为200～400nm，光强度为10～50mW/cm²，光照时间为5～300秒。

10.一种根据权利要求1～9中任一项所述的制备方法所制备的导电水凝胶器件，其特征在于：该导电水凝胶器件包括聚合物/多酸水凝胶、形成于其上的导电线路及功能元件，以及封装结构。

11.根据权利要求10所述的导电水凝胶器件，其特征在于：以该聚合物/多酸水凝胶的总重量为基准计，该聚合物/多酸水凝胶由10～25wt％的带正电荷的聚合物、0.5～5wt％的多酸以及余量的水组成。

12.一种导电水凝胶器件在可穿戴医疗设备或者植入式医疗设备中的应用，该导电水凝胶器件根据权利要求1～9所述的制备方法制备而成。