[发明专利]一种基于液态金属微流控的超材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，包括底层金属层、中间介质层和设置在所述中间介质层表面的微通道阵列；

还包括设置在中间介质层上部的封装盖板，用于将所述微通道密封；

所述底层金属层和中间介质层为固定膜层；

所述微通道中设置有液态金属，所述液态金属通过在所述微通道内流动，在所述超材料表层形成金属微结构；所述微通道底部设置有基底，用于给液态金属施加电压控制液态金属在微通道结构中的流动位置，并且，所述基底表面进行光滑处理；

微通道阵列选择不同的排布方式，用于完成对不同波段电磁波的反射、吸收；

通过外力驱动所述液态金属在无氧环境下的所述微通道内的流动，调节所述金属微结构的长度或宽度；所述外力驱动为机械力驱动或者电压驱动；

所述机械力驱动，通过外加拉力或张力，将所述超材料的结构进行拉伸，改变所述液态金属在所述微通道中的位置和形态；所述机械力驱动，将所述外加拉力或张力施加在所述超材料的四周边缘，通过改变所述外加拉力或张力的大小，实现所述超材料结构的重构；

所述电压驱动，在所述基底和液态金属之间施加电压，形成电场，改变所述液态金属的表面张力，控制所述液态金属在所述基底上的迁移、运动；所述电压驱动中，将所述电压施加在所述基底上，通过改变所述电压的大小和方向，实现所述超材料结构的重构。

2.根据权利要求1所述的基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，所述底层金属层采用金属薄膜材料，所述中间介质层采用二氧化硅、硅、三氧化二铝、硅橡胶、PDMS材料中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，所述液态金属包括镓或者镓合金。

4.根据权利要求3所述的基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，所述微通道设计为十字型、方块形、一字型结构形态中的至少一种。

5.根据权利要求1、2、4之一所述的基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，所述基底采用铝、铜、金材料中的至少一种。

6.根据权利要求1、2、4之一所述的基于液态金属微流控的超材料，其特征在于，所述封装盖板采用PDMS、PMMA或硅胶材料中的至少一种。

7.一种制备上述权利要求1所述超材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备所述底层金属层和中间介质层；

通过微纳加工工艺制备所述微通道阵列；

制备所述封装盖板，通过高温、等离子体技术实现所述封装盖板与中间介质层的密封；

对所述微通道进行抽真空和干燥；

在无氧环境中采用盐酸或酸性油包裹液态金属，以去除液态金属表面的氧化层；

在所述微通道内注入盐酸或液态油以流通；

通过微注入工艺在所述微通道内注入液态金属。

8.另一种制备上述权利要求1所述超材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备所述底层金属层和中间介质层；

通过微纳加工工艺制备所述微通道阵列；

在无氧环境下，冷却液态金属到固态，并通过丝网印刷、喷涂、涂覆中任一种方式填充到微通道中；

制备所述封装盖板，然后通过等离子体技术处理所述封装盖板与中间介质层；

在无氧环境下，通过压力作用将所述封装盖板与中间介质层进行紧密贴合，实现所述封装盖板与中间介质层的密封。