[发明专利]一种可重复使用的微流体吸波超材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可重复使用的微流体吸波超材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将设计好的超材料图案使用光刻方法在硅板表面进行超材料结构单元构筑，得到超材料结构硅板；

(2)对步骤(1)得到的所述超材料结构硅板的表面进行表面氟硅烷修饰，得到氟硅烷修饰后的超材料结构硅板；

(3)将环氧树脂、增韧剂和固化剂混合均匀，得到SMP环氧树脂预聚物；

(4)将所述SMP环氧树脂预聚物浇筑在步骤(2)得到的氟硅烷修饰后的超材料结构硅板的表面，在两个不同的温度阶段进行固化；

(5)在步骤(4)固化完成后，进行脱模，得到具有超材料结构单元的SMP环氧树脂；

(6)在步骤(5)得到的所述SMP环氧树脂具有超材料结构单元的一侧表面放置预固化的平整SMP环氧树脂，然后经过固化，得到具有微空腔的SMP环氧树脂封装结构；在步骤(6)中，所述预固化的平整SMP环氧树脂由所述SMP环氧树脂预聚物经过预固化而成，所述预固化的温度为40～70℃，所述预固化的时间为0.5～1.5h；

(7)将液体金属从步骤(6)得到的所述SMP环氧树脂封装结构的一侧注入所述SMP环氧树脂封装结构的微空腔中，然后将所述SMP环氧树脂预聚物浇筑在所述SMP环氧树脂封装结构用于注入所述液体金属的一侧，然后在两个不同的温度阶段进行固化，制得可重复使用的微流体吸波超材料；所述液体金属为金属汞和/或镓铟合金；所述可重复使用的微流体吸波超材料由具有微空腔的SMP环氧树脂封装结构和封装在所述微空腔中的液体金属构成，封装在所述微空腔中的所述液体金属构筑了所述超材料结构单元。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中包括如下子步骤：

(a)将所述超材料结构硅板置于由质量浓度为98％的H₂SO₄溶液和质量浓度为30％的H₂O₂溶液按照体积比为3:1混合而成的混合液中并于70～80℃下清洗0.5～1.5h，然后将清洗后的所述超材料结构硅板用去离子水冲洗后经氮气吹干，得到清洗后的超材料结构硅板；

(b)将所述清洗后的超材料结构硅板用氧等离子体轰击表面3～8min后，采用气相沉积法将氟硅烷沉积到所述超材料结构硅板的表面，然后置于80～100℃下加热处理0.5～1.5h，得到所述氟硅烷修饰后的超材料结构硅板。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(4)和步骤(7)中，所述两个不同的温度阶段进行固化包括第一阶段固化和第二阶段固化；

所述第一阶段固化的温度为50～70℃，所述第一阶段固化的时间为0.5～1.5h；

所述第二阶段固化的温度为85～110℃，所述第二阶段固化的时间为1～2.5h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(6)中，所述固化的温度为85～110℃，所述固化的时间为1.5～2.5h。

5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述超材料结构单元为开口谐振环、渔网结构和耶路撒冷十字型结构中的一种或多种。

6.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述环氧树脂、增韧剂和固化剂的质量比为1：(0.02～0.33)：(0.01～0.017)。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

所述增韧剂选自碳原子数为3～18的正烷基胺中的一种或多种；和/或

所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、聚醚胺和间苯二甲胺中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

所述增韧剂为正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十二胺和正十六胺中的一种或多种。

9.由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得的可重复使用的微流体吸波超材料。