[发明专利]3D打印水凝胶电子器件的制造方法与导电材料

权利要求书

1.一种水凝胶基质材料，其特征在于，所述水凝胶基质材料是将可离子交联的高分子化合物、可自由基聚合的单体、交联剂和引发剂溶于去离子水中，然后引入金属离子使高分子化合物通过配位键进行离子交联，并将所得凝胶破碎为微米凝胶颗粒得到的；

其中，所述引发剂为热引发剂或光引发剂。

2.根据权利要求1所述的水凝胶基质材料，其特征在于，所述水凝胶基质材料的制备方法包括：

(1)将可离子交联的高分子化合物和可自由基聚合的单体在加热条件下，通过磁力搅拌溶于去离子水中，得到透明的粘溶液；

(2)将步骤(1)所得的粘溶液冷却至25℃以下，加入交联剂、引发剂、金属离子的乙二胺四乙酸螯合物，搅拌使其溶解；

(3)向步骤(2)所得溶液中加入D-葡萄糖酸内酯，搅拌使其溶解后将所得溶液过夜冷藏形成离子交联凝胶；

(4)将步骤(3)所得离子交联凝胶进行机械破碎为粗凝胶颗粒，再利用注射器与滤器将粗凝胶颗粒过滤为细凝胶颗粒，并使用行星式搅拌仪对其进行脱泡，得到可用于嵌入式3D打印的水凝胶基质材料。

3.根据权利要求2所述的水凝胶基质材料，其特征在于，步骤(4)中所用的注射器、滤器孔径为20-50μm。

4.可用于3D打印的导电材料，其特征在于，将权利要求2或3所述的水凝胶基质材料与聚乙烯吡咯烷酮水溶液、甘油和微米银片用行星式搅拌仪混合均匀后，转移至料筒中离心脱泡，得到可用于3D打印的导电材料；

优选地，微米银片尺寸为2-10μm；

离心条件为：18℃，2000-2500g离心10min。

5.3D打印水凝胶电子器件的制造方法，其特征在于，将权利要求2或3所述的水凝胶基质材料装入具有一定形状的模具中，将权利要求4所述的导电材料利用3D打印机按照预设程序打印在所述水凝胶基质材料中，然后在紫外光或加热条件下进行固化，得到具有良好拉伸性和弹性的水凝胶电子器件。