基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备，所述基于液态金属的电路转换单元包括：形状记忆聚合物层；液态金属，所述液态金属封闭于所述形状记忆聚合物层；其中，所述形状记忆聚合物层能够改变自身形状，以改变所述液态金属于所述形状记忆聚合物层的分布，所述液态金属于所述形状记忆聚合物的不同分布构成不同的导电路径。上述基于液态金属的电路转换单元使用形状可随外部条件变化的形状记忆聚合物，使形状记忆聚合物腔体内的液态金属形成的电路随所述形状记忆聚合物形状的变化而变化，以改变电路的连接方式，从而实现器件的模式转换，结构简单，成本较低，通用性强。

Circuit Conversion Unit, Electronic Device and pH Control Equipment Based on Liquid Metal

The utility model relates to a circuit conversion unit based on liquid metal, an electronic device and a pH control device. The circuit conversion unit based on liquid metal includes a shape memory polymer layer, a liquid metal, which is enclosed in the shape memory polymer layer, and a shape memory polymer layer. The shape of the liquid metal can be changed to change the distribution of the liquid metal in the shape memory polymer layer, and the different distribution of the liquid metal in the shape memory polymer forms different conductive paths. The circuit conversion unit based on liquid metal uses a shape memory polymer whose shape can vary with external conditions, so that the circuit formed by liquid metal in the shape memory polymer cavity changes with the shape of the shape memory polymer, so as to change the connection mode of the circuit, thereby realizing the mode conversion of the device. It has simple structure, low cost and strong versatility.

【技术实现步骤摘要】
基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备
本技术涉及柔性电路制造
，特别是涉及一种基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备。
技术介绍
目前以液态金属作为原材料的制备的柔性电路或器件，主要方式是通过在有机聚合物中制备沟槽后，注入液态金属后进行密封，形成液态金属柔性电路。液态金属在柔性电路中只起到柔性导线的作用，模式的转换和信号的调控主要通过芯片或单片机程序实现，这样通过芯片或单片机程序改变电子器件模式的转换和信号调控的方式成本较高，且结构较复杂。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前的柔性电路或器件模式的转换和信号的调控主要通过芯片或单片机程序实现，这样通过芯片或单片机程序改变电子器件模式的转换和信号调控的方式成本较高，且结构较复杂的问题，提供一种基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备。一种基于液态金属的电路转换单元，包括：形状记忆聚合物层，所述形状记忆聚合物层为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽；基底，所述基底用于与所述凹槽配合形成腔体；液态金属，所述液态金属封闭于所述腔体中；其中，所述形状记忆聚合物层改变自身形状，以改变所述腔体的形状，从而改变液态金属于所述形状记忆聚合物层的分布，所述液态金属根据所述形状记忆聚合物的不同分布构成不同的导电路径。在其中一个实施例中，所述形状记忆聚合物包括热致变形聚合物、电致变形聚合物、光致变形聚合物以及化学刺激变形聚合物中的任意一种或多种。在其中一个实施例中，所述形状记忆聚合物为化学刺激变形聚合物。在其中一个实施例中，所述形状记忆聚合物包括聚两性电解质水凝胶以及聚丙烯酰胺中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述形状记忆聚合物层与所述液态金属接触的表面设置控制液态金属接触角的改性层。在其中一个实施例中，所述改性层为金属无机物层或高分子有机物层。在其中一个实施例中，所述基于液态金属的电路转换单元还包括储液区，所述形状记忆聚合物层变形时，所述储液区能够容纳所述形状记忆聚合物层变形挤出的所述液态金属。一种电子器件，包括输出端、接收端以及上述基于液态金属的电路转换单元，所述接收端和输出端伸入所述形状记忆聚合物层，并能够和所述液态金属电导通，所述形状记忆聚合物层的形状改变能够控制所述输出端和接收端之间的通断。一种pH值调控设备，包括多个pH值响应器以及与所述pH值响应器对应的电子器件，所述电子器件为上述电子器件，所述电子器件控制对应的pH值响应器的电源的通断。在其中一个实施例中，多个所述电子器件的形状记忆聚合物层的形变pH值不同。上述可基于液态金属的电路转换单元、电子器件及pH值调控设备使用形状可随外部条件变化的形状记忆聚合物，且形状记忆聚合物层为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽，还包括与所述凹槽配合形成腔体的基板，将液态金属封闭于所述腔体中，使形状记忆聚合物层中的液态金属形成的导电路径随所述形状记忆聚合物层形状的变化而变化，以改变导电路径的连接方式，从而实现器件的模式转换，结构简单，成本较低，通用性强。附图说明图1为本技术一实施例的基于液态金属的电路转换单元的示意图；图2为本技术另一实施例的基于液态金属的电路转换单元的示意图；图3为本技术一实施例的电子器件工作过程的示意图；图4为本技术一实施例的电子器件工作过程的示意图；图5为本技术一实施例的pH值调控设备的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部内容。请一并参阅图1及图2，图1为本技术一实施例的基于液态金属的电路转换单元的示意图，图2为本技术另一实施例的基于液态金属的电路转换单元的示意图。在本实施例中，所述基于液态金属的电路转换单元包括形状记忆聚合物层110、改性层120、液态金属130。所述形状记忆聚合物层110为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽。在本实施例中，所述形状记忆聚合物通过化学合成方法制备而成。形状记忆聚合物(ShapeMemoryPolymers，简称SMP)，是指具有初始形状的制品在外力条件下改变其初始形状并固定后，通过外界条件(如热、电、光、化学刺激等)下又可以恢复其初始状态的高分子材料。目前，形状记忆聚合物作为一种新型的智能材料在很多领域如MEMS，医疗，生物工程等得到了广泛的应用。与形状记忆合金相比、形状记忆聚合物作为一种新型的高分子功能性材料，具有质量轻、形变范围大，易于工业加工，价格经济等特点。液态金属除了具有无毒的优点外，它还具有粘度低，导电率可调，不易蒸发等特点。同时液态金属热扩散速度比固态金属更快，不易收到局部环境温度突变的影响。目前使用较为广泛的液态金属有Galinstan和EGaln两种。Galinstan由Ga，In，Sn三种元素组成。Galinstan作为能够代替汞的液态金属材料已经应用于体温计、冷却剂以及MEMS器件当中。Galinstan在空气中易被氧化，所以在制造过程中封装工艺对器件的性能十分重要。EGaln是与GaLinstan的共晶合金，由Ga和In两种元素组成，可用于电子器件和电路的制备当中。同时可以通过掺杂少量氧化镓去调控液态金属的粘度和电导率，并有效降低表面张力。可以理解的，所述形状记忆聚合物层110在外界条件不变时是刚性的，能够起到自支撑作用。在本实施例中，所述形状记忆聚合物层110为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽，还包括基底150，所述基底150用于与所述凹槽配合形成腔体111，所述液态金属130封闭于所述腔体中，形成导电路径。可以理解的，所述腔体111贯穿所述形状记忆聚合物层110时，需要在所述腔体111的出口和入口处设置挡板，以使所述液态金属130封闭在所述形状记忆聚合物层内。在其它实施例中，所述腔体111可以不贯穿所述形状记忆聚合物层110，即在腔体111两端保留部分形状记忆聚合物层110以对所述液态金属130起到封闭作用。具体地，所述形状记忆聚合物为化学刺激变形聚合物，可以根据环境pH值的变化改变形状，所述腔体111的形状根据所述形状记忆聚合物的形状改变而改变，所述液态金属130形成的导电路径随所述腔体111的形状的改变而改变，因此当所述形状记忆聚合物层110的形状改变时，所述液态金属130形成的导电路径也发生改变，功能也会发生变化。具体地，所述化学刺激变形聚合物可以为聚两性电解质水凝胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸-聚乙烯亚胺共聚物、石墨烯与壳聚糖符合水凝胶材料中的一种或多种。在其它实施例中，所述化学刺激变形聚合物还可以为其它材料，只需达到根据环境pH值的变化改变形状的效果即可。在其它实施例中，所述形状记忆聚合物可以为电致变形聚合物、光致变形聚合物以及化学刺激变形聚合物中的任意一种，可根据电、光、化学刺激等外部条件的变化改变形状。在本实施例中，所述液态金属130通过注入的方式封闭于所述形状记忆聚合物层110中。在其它实施例中，所述液态金属130可以通过其它方式封闭于所述形状记忆聚合物层110中，只需将所述液态金属130封闭于所述形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，包括：形状记忆聚合物层，所述形状记忆聚合物层为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽；基底，所述基底用于与所述凹槽配合形成腔体；液态金属，所述液态金属封闭于所述腔体中；其中，所述形状记忆聚合物层改变自身形状，以改变所述腔体的形状，从而改变液态金属于所述形状记忆聚合物层的分布，所述液态金属根据所述形状记忆聚合物的不同分布构成不同的导电路径。

【技术特征摘要】
1.基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，包括：形状记忆聚合物层，所述形状记忆聚合物层为单层结构，所述形状记忆聚合物层的表面开设有凹槽；基底，所述基底用于与所述凹槽配合形成腔体；液态金属，所述液态金属封闭于所述腔体中；其中，所述形状记忆聚合物层改变自身形状，以改变所述腔体的形状，从而改变液态金属于所述形状记忆聚合物层的分布，所述液态金属根据所述形状记忆聚合物的不同分布构成不同的导电路径。2.根据权利要求1所述的基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，所述形状记忆聚合物包括热致变形聚合物、电致变形聚合物、光致变形聚合物以及化学刺激变形聚合物中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，所述形状记忆聚合物为化学刺激变形聚合物。4.根据权利要求3所述的基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，所述形状记忆聚合物包括聚两性电解质水凝胶以及聚丙烯酰胺中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的基于液态金属的电路转换单元，其特征在于，所述形状记忆...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，张柏诚，陈颖，刘兰兰，蒋晔，付浩然，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，
类型：新型
国别省市：浙江,33