【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性传感器领域，具体涉及一种基于激光技术制备的具有抗菌能力的可拉伸柔性液态金属图案及其制备方法和用途。
技术介绍
1、随着我国电子学和纳米科学的飞速发展，要求制作电子元器件的制作工序向简化、精细化和环境友好性发展。对于电子元器件中电位信号的采集需要坚固且稳定的电极材料来长期进行精准的采集传输。作为电子元件的支撑与连接，传统的刚性的电路板在拉伸时会导致裂纹的产生，它们电阻不可避免地增加，所以无法同时满足高导电性与高延展性的问题，所以最终决定了电子设备的不可变形性。可拉伸的柔性电极能够在拉伸过程中产生新的界面结构，解决拉伸后不可导电的困境，并且还能够在复杂环境中实现精确稳定的生物信号检测，并且在身体变形、温度变化、汗液浸泡等条件下仍然具有优异且稳定的导电性。所以随着社会的发展，轻量化、小型化的柔性可穿戴设备即将成为下一个时代电子产品的新方向。
2、柔性电路的制作是柔性集成电路制作的前提条件，一般通过覆铜或印刷工艺将在柔性基体制备导电线路，完成柔性电路的制备。如何在低成本、高效率的条件下完成柔性电路制备的工艺流程一直被优化和探寻。液态金属安全无毒，沸点高，导电性好且蒸气压可忽略不计，其具有高达106数量级的电导率和常温下可任意变形的自愈合能力，还可以集成到弹性衬底中而不改变基底的机械性能。液态金属通过对基底的选择性润湿，可用于制备各种图案来实现电极结构的多样化。液态金属的粘附性是获得稳定电极的关键。而液态金属具有一定的流动性且在空气环境中会立即氧化，氧化层的高表面张力导致其难以润湿非反应性表面，从而难以实现图
3、激光活化选择性金属化技术是一种结合了数字控制、成像识别和精密阶段的微/纳米制造工具，由于其无需掩模、精度高、效率高、热影响区小、能够选择性对基材进行烧结并可以降低基材的热损伤的特点而获得了广泛关注。通过激光活化选择性金属化技术来先制备预图案化的金属底层，再将液态金属与金属底层进行金属间键辅助的图案化。通过这种方法实现液态金属的图案化能够克服传统液态金属图案化方法的很多缺点，对于大规模制备液态金属基柔性电子器件具有重要的意义。
4、文献(基于液态金属图案化的柔性电路及传感器研制，广东工业大学专业学位硕士研究生学位论文，2021年)报道了一种基于激光技术制备图案化液态金属电路的工艺，使用co2红外激光在商业聚酰亚胺薄膜(pi)胶带上烧蚀出多孔石墨烯，利用多孔石墨烯具有微结构粗糙面的性质，使得液态金属只能沉积在未处理过的较为光滑的区域，无法粘附在经过pi烧蚀的石墨烯表面，将沉积的图案转印至柔性基底并进行封装处理，完成柔性电路的制备。通过内嵌贴片led灯的演示，验证了所制备的柔性电路具有良好的弯曲贴合性及可拉伸性。
5、但是，通过该工艺制备的液态金属电路在无法做到高精度，所制备的图案或电路分辨率较低，无法制作较为复杂的图案；此外，该工艺所制备的液态金属转印至柔性衬底，液态金属与衬底是通过液态金属表面的氧化物进行粘附，是一种物理粘附，且结合力较弱，所以在较大的拉伸应变下导电能力会下降甚至失去会导致电路断路。因此，亟需开发出一种在任意弯曲条件下和较大拉伸应变条件下都具有优异的导电性能的柔性金属图案，其具有优异的抗菌性能为后续应用作为生物柔性电子传感器提供一种可能性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于激光技术制备的具有抗菌能力的可拉伸柔性液态金属图案及其制备方法和用途。
2、本专利技术提供了一种基于激光技术制备具有抗菌能力的可拉伸柔性液态金属图案的方法，它包括如下步骤：
3、步骤1：将液态金属加入溶剂中，分散均匀后获得液态金属分散液，然后加入激光敏化剂混合均匀，得到液态金属/激光敏化剂悬浮液，将悬浮液均匀涂覆于柔性聚合物薄膜表面，使用激光活化涂覆有悬浮液的柔性聚合物薄膜表面，在活化区域形成活化后的图案；
4、步骤2：用溶剂冲洗步骤1得到的被激光活化过后的柔性聚合物薄膜，随后进行化学镀，得到在活化区域沉积有金属图案的聚合物薄膜；然后将薄膜再次进行化学镀银，得到在金属图案上沉积银层的聚合物薄膜；
5、步骤3：将步骤2得到的含有金属图案的聚合物薄膜浸入酸性或碱性溶液中，在金属图案上涂覆液态金属，从而得到柔性液态金属图案。
6、进一步地，
7、步骤1中，所述液体金属镓单质、镓基合金中的一种或两种；
8、和/或，步骤1中，所述溶剂选自水、醇类溶剂、芳香烃类溶剂、脂肪烃类溶剂、氯代烃类溶剂、酚类溶剂、酸类溶剂、酯类溶剂、胺类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂中的一种或两种以上；
9、和/或，步骤1中，所述激光敏化剂选自铜的盐、铜的氧化物、铜的氢氧化物、铜的有机络合物、铬的盐、铬的氧化物、铬的氢氧化物、锰的盐、锰的氧化物、锰的氢氧化物、铁的盐、铁的氧化物、铁的氢氧化物、钼的盐、钼的氧化物、钼的氢氧化物、铝的盐、铝的氧化物、铝的氢氧化物、铋的盐、铋的氧化物、铋的氢氧化物、锡的盐、锡的氧化物、锡的氢氧化物、锑的盐、锑的氧化物、锑的氢氧化物、锌的盐、锌的氧化物、锌的氢氧化物、钨的盐、钨的氧化物、钨的酸、钕的盐、钕的氧化物、钕的氢氧化物中的一种或两种以上；
10、和/或，步骤1中，所述柔性聚合物为苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、双烯类热塑性弹性体、氯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、离聚体、丙烯酸酯类热塑性弹性体、天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种或两种以上；
11、和/或，步骤2中，所述溶剂选自水、醇类溶剂、芳香烃类溶剂、脂肪烃类溶剂、氯代烃类溶剂、酚类溶剂、酸类溶剂、酯类溶剂、胺类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂中的一种或两种以上；
12、和/或，步骤2中，所述化学镀使用的金属为导电金属；
13、和/或，步骤3中，所述液态金属为镓单质、镓基合金中的一种或两种。
14、进一步地，
15、步骤1中，所述镓基合金为镓与铟、锡、锌、铋中的至少一种元素所形成的合金；优选为镓铟合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锡合金、镓铟锌合金、镓铟锡锌合金或镓铟锡铋合金中的一种或两种以上；
16、和/或，步骤1中，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇中的一种或两种以上；和/或，所述芳香烃类溶剂为甲苯、二甲苯、丁基甲苯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光技术制备具有抗菌能力的可拉伸柔性液态金属图案的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3中，所述碱性溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、已二胺、葵二胺、二乙烯三胺、乌洛托品、甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾、吡啶、三乙烯四胺、四乙烯五胺、尿素、氨水中的一种或两种以上的水溶液；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
8.一种柔性液态金属图案，其特征在于：它是由权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的。
9.权利要求8所述的柔性液态金属图案在制备柔性电子设备中的用途。
10.一种柔性电子设备，其特征在于：它包含权利要求8所述的柔性液态金属图案。>...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光技术制备具有抗菌能力的可拉伸柔性液态金属图案的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3中，所述碱性溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钙、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、已二胺、葵二胺、二乙烯三胺、乌洛托品、甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾、吡啶、三乙烯四胺、四...
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