[发明专利]一种柔性导电体及其制备方法

说明书

本发明公开一种柔性导电体及其制备方法，其中，柔性导电体包括弹性海绵、填充在所述弹性海绵的孔洞中的液态金属、以及用于封装所述弹性海绵的硅橡胶。本发明解决了现有技术中柔性导电体制作工艺繁琐、性能不佳的问题。

技术领域

本发明涉及导电体领域，尤其涉及一种柔性导电体及其制备方法。

背景技术

柔性电子器件可以实现各种机械变形，包括弯曲、折叠、拉伸、压缩和扭转，因而被应用在人造电子皮肤、可拉伸显示器、可穿戴电子产品、柔性的能量收集和存储装置、医疗植入物和生物传感器等诸多领域。为了制作出柔性的电子器件，在过去几年中已经研发出几种用于结构表面和三维材料的相关材料和方法，如具有三维结构（例如石墨烯/碳纳米管泡沫）的弹性体和导电器件上修饰的导电材料（例如金属纳米线，碳纳米管和石墨烯片）的结构，或者，在柔性和可拉伸薄膜上直接镀上金属薄膜结构。但是现有的硬制导电材料和软质基底之间的机械调控不匹配，导致在柔性材料和金属之间的界面处形成裂纹，在反复机械变形后，甚至可能导致分层。

近年来，许多学者致力于通过使用导电的液态金属来制备可拉伸和柔性的电子设备，现有方法是将液态金属直接封装到如聚二甲基硅氧烷的弹性材料中。例如，将液态金属引入到用弹性体聚合物制作的微通道中以制备可拉伸的管道。但该方法需要许多繁琐的、多步的光刻来设计PDMS三维纳米网络，更厚的三维结构的制备在该方法的应用中仍存在着技术障碍。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性导电体及其制备方法，旨在解决现有技术中柔性导电体制作工艺繁琐、性能不佳的问题。

本发明的技术方案如下：

一种柔性导电体，其中，包括弹性海绵、填充在所述弹性海绵的孔洞中的液态金属、以及用于封装所述弹性海绵的硅橡胶。

所述的柔性导电体，其中，所述液态金属为液态嫁、镓铟锡合金、镓铟合金中的一种或多种。

所述的柔性导电体，其中，所述弹性海绵为硅橡胶海绵、聚二甲基硅氧烷海绵或聚氨酯海绵。

一种柔性导电体的制备方法，其中，包括步骤：

A、将弹性海绵的预聚物混合均匀，浸入方糖，抽真空去除气泡，然后取出方糖并将其平放在装有无空气的硅橡胶预聚物的培养皿中，将整体进行固化，得到固化后的混合物；

B、切割固化后的混合物任意一面至露出方糖，然后置于水中，加热至方糖溶解完全，得到镶嵌在硅橡胶中的弹性海绵；

C、将液体金属注入所述弹性海绵的孔洞中，并利用新的硅橡胶预聚物封装切面，再固化，即得到柔性导电体。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述步骤B具体包括：

切割固化后的混合物任意一面至露出方糖，然后放入装有纯水的容器中，并用带有小孔的锡纸封装所述容器，然后放入烘箱中，加热至方糖溶解完全，即得到镶嵌在硅橡胶中的弹性海绵。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述步骤C前还包括步骤：

将弹性海绵修剪至预定高度。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述步骤B还包括：

分别用纯水和无水乙醇清洗所述弹性海绵，然后烘干待用。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述固化温度为60~70℃、固化时间为0.5~2h。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述加热温度为60~70℃、加热时间为5~8h。

所述的柔性导电体的制备方法，其中，所述液态金属为液态嫁、镓铟锡合金、镓铟合金中的一种或多种。