[发明专利]一种包裹液态金属的纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

(1)组装微流控芯片系统及传送装置：

构建包含内相通道和连续相通道的同轴微流控芯片、单通道微流控芯片和传送装置，在同轴微流控芯片下放置收集池，在单通道微流控芯片下放置转盘；

(2)包裹液态金属的纤维的制备：

将水相溶液和连续相溶液分别装入同轴微流控芯片的内相通道注射器和连续相溶液注射器，使内相溶液注射器连接内相通道入口，连续相溶液注射器连接连续相通道入口；

用微量蠕动泵将水相溶液和连续相溶液泵入同轴微流控芯片，并控制各相流速；

待水相溶液和连续相溶液在同轴微流控芯片稳定生成同轴层流时，使同轴层流流入外部收集池，通过溶剂挥发法对流体进行固化生成纤维；

经传送带将纤维运送至转盘上，将纤维末端与单通道微流控芯片出口端相连；将液态金属装入单通道微流控芯片注射器，使单通道微流控芯片注射器连接单通道微流控芯片入口，用微量蠕动泵将液态金属泵入所述纤维中，得到包裹液态金属的纤维。

2.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：所述的同轴微流控芯片采用硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷微流体芯片制作，同轴微流控芯片的通道内径尺寸在1μm到1mm之间。

3.根据权利要求2所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：所述的单通道微流控芯片采用玻璃毛细管和玻璃片组装而成，毛细管内径尺寸在1μm到1mm之间，与同轴微流控芯片通道内径尺寸保持一致。

4.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：所述的传送装置为用于在所述同轴微流控芯片和所述单通道微流控芯片之间运送纤维的传送机构，所述的传送机构由转轮、转轮上的传送带和支撑转轮的支架组装而成。

5.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：所述的包裹液态金属的纤维具有核壳结构，壳层为聚合物，内核为液态金属。

6.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：通过调节各通道尺寸和各相溶液流速，使所述包裹液态金属的纤维的直径为100-1000μm，长度为1cm至10米。

7.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：内相溶液选取去离子水、乙醇、乙二醇或丙三醇中的一种或两种以上混合材料；连续相溶液选取溶解于氮，氮-二甲基甲酰胺的聚氨酯，聚氨酯占溶剂氮，氮-二甲基甲酰胺的质量体积比为10-20％。

8.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：液态金属选取鎵铟合金、鎵铟锌合金、鎵铟锡锌合金中的一种材料。

9.根据权利要求1所述的一种包裹液态金属的纤维，其特征在于：收集池中的溶液选自去离子水、乙醇、乙二醇、或丙三醇中的一种或两种以上混合材料。