微流体器件的制备方法与流程

本申请是“申请号为：201810771605.9，申请日为2018年7月13日，发明名称为：微流体器件及其制备方法、微流体系统”的发明申请的分案申请。

本发明涉及微流体领域，特别是涉及微流体器件的制备方法。

背景技术：

传统的微流体器件的制备方法主要有3d直写/打印技术，微流道注入工艺，压印技术以及激光加工技术等。但是，3d直写/打印技术无法做到好的水氧阻隔和封装，容易在表面形成金属氧化层；微流道注入工艺工艺复杂，且图形化和流道构型限制较多；压印技术得到的器件一体化成型较差；激光加工技术程序复杂，加工环节的适应性差。因此，传统的微流体器件的制备方法均存在各自方法上的缺点和不足，无法适应大规模的微流体器件的产业化生产。

技术实现要素：

基于此，有必要针对微流体器件的产业化问题，提供一种微流体器件的制备方法，该制备方法简单、封装性好、器件一体性高、易于产业化。

一种微流体器件的制备方法，包括：

向具有凹槽的模具中注入液态金属，并使液态金属凝固，得到固态金属；

将所述固态金属与所述模具分离，并在所述固态金属上设置电极；

在带有电极的固态金属表面形成包覆层，使所述固态金属包裹于包覆层内，所述电极至少部分伸出所述包覆层，得到预制器件；

将所述预制器件固定于衬底内，并使固态金属熔融及使电极至少部分伸出所述衬底外，得到微流体器件。

在其中一个实施例中，将所述预制器件固定于衬底内的步骤具体为：将所述预制器件置于衬底溶液中并固化所述衬底溶液，并且在固化的过程中所述预制器件中的固态金属熔化，得到微流体器件。

在其中一个实施例中，所述衬底溶液的材料包括聚合物、熔点在300℃以下的金属及金属合金中的一种。

在其中一个实施例中，所述聚合物包括聚二甲基硅氧烷。

在其中一个实施例中，所述液态金属的材料包括镓合金。

在其中一个实施例中，向具有凹槽的模具中注入液态金属的步骤具体为：在惰性气氛下，向所述凹槽中注入液态金属，并使液态金属凝固，得到固态金属。

在其中一个实施例中，所述电极的材料包括银纳米线，且所述电极的电导率大于所述液态金属的电导率。

在其中一个实施例中，所述包覆层的材料包括光固化胶。

在其中一个实施例中，所述光固化胶的熔点大于等于200℃。

在其中一个实施例中，向所述凹槽中注入液态金属的步骤之前，还包括在所述凹槽的表面涂覆润滑剂的步骤

本发明的制备方法具有以下有益效果：

第一、先利用定型模具制备得到固态金属，并采用包覆层对固态金属进行水氧封装和定型，然后进行衬底的包覆，再使固态金属重新熔化得到液态金属，不仅制备方法简单，而且可以得到一体成型的微流体器件。

第二、微流体器件在衬底包覆前采用了包覆层进行水氧封装，使固态金属在熔化时不会被氧化，提高了微流体器件的使用寿命。

第三、本发明利用定型模具可以制备复杂的、具有中空或者三维结构的微流体器件，而且，定型模具可反复多次使用，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明微流体器件制备方法的流程示意图，图中，a为微流体器件。

具体实施方式

以下将对本发明提供的微流体器件及其制备方法、微流体系统作进一步说明。

如图1所示，本发明提供的微流体器件的制备方法，包括：

s1，提供具有凹槽的定型模具；

s2，向所述凹槽中注入液态金属，并使液态金属凝固，得到固态金属；

s3，将所述固态金属与所述定型模具分离，并在所述固态金属上设置电极；

s4，在带有电极的固态金属表面形成包覆层，使所述电极至少部分伸出所述包覆层，得到预制器件；

s5，将所述预制器件置于衬底溶液中并固化所述衬底溶液，得到微流体器件a；其中，所述衬底溶液固化后形成衬底，所述电极至少部分伸出所述衬底外，在所述衬底溶液固化的过程中放热以使固态金属熔化。

步骤s1中，所述定型模具的凹槽用于填充液态金属并且固化成特定的形状。考虑到液态金属凝固后会粘在凹槽上无法剥离，优选的，向所述凹槽中注入液态金属的之前，在所述凹槽的表面涂覆润滑剂。所述润滑剂优选为凡士林、石蜡等不含氧、硫原子的化合物，在低温下处于胶状且不与液态金属反应，以方便液态金属凝固后与定型模具分离，分离后所述定型模具可重复使用，因此可降低制备成本，适合产业化。

其中，所述定型模具的材料包括刚性材料或柔性材料，所述刚性材料包括钢铁、铜、硅等材料，所述柔性材料包括pdms、pet、pi等高分子聚合物材料等。所述凹槽可以是三维材料某个平面进行阴刻得到的凹槽，也可以是两块及以上的三维模块通过拼接实现的三维结构的凹槽。因此，本发明可以实现任何复杂结构的三维构型，其中，中空结构可以通过细小的支架成型，然后通过具有流动性的液态金属填充满该中空结构。优选的，所述凹槽包括至少一个电极端凹槽和至少一个通道凹槽组成，可根据制备器件的不同进行相应增加和调整。

步骤s2中，所述液态金属的材料不限，包括汞、镓合金等。液态金属凝固得到固态金属，所述固态金属即为固化后的液态金属。

考虑到镓合金熔点低且无毒，因此，所述液态金属的材料优选为镓合金。所述镓合金优选为galinstan镓合金(镓铟锡合金)或egaln镓合金(共晶铟镓合金)中的一种。其中，galinstan镓合金主要由ga，in，sn三种元素组成，不同元素的配比可以调整galinstan镓合金的熔点，如，当配比为68.5wt％ga、21.5wt％in和10wt％sn时，galinstan镓合金的熔点为-19℃，当配比为62.5wt％ga、25wt％in和12.5wt％sn时，galinstan合金的熔点为10℃。因此，galinstan镓合金可以代替汞应用于体温计、冷却剂以及mems器件当中。而egaln镓合金是一种共晶合金，主要由ga和in两种元素组成，一般配比为75.5wt％ga和24.5wt％in，熔点为15.5℃。当然，egaln镓合金通过掺杂其它金属可以将熔点提升到58.3℃，并用于电子器件和电路中；同时，也可以通过掺杂少量氧化镓调控液态金属的粘度和电阻，有效降低表面张力。

但是，液态金属在空气中易被氧化，所以本申请在使用液态金属时，封装工艺对液态金属的作用、效果的实现至关重要。优选的，液态金属注入方式可以是灌注也可以通过注射器完成注射。进一步的，为了具有较好的水氧阻隔效果，在惰性气氛下，如在手套箱中，向所述凹槽中注入液态金属，并使液态金属凝固，得到固态金属。

使液态金属凝固的方法不限，可以通过环境降温进行凝固，也可以通过制冷设备加速物理降温进行凝固。本发明优选在定型模具周围或底部添加接触式制冷设备，通过制冷设备提供低于液态金属凝固的温度，加速液态金属的凝固。凝固后，固态金属的表面活性降低，不易与空气中的水、氧发生氧化反应，降低固态金属表面氧化物的形成速度。

液态金属凝固为固态金属后，不易发生变形和断裂。而且，液态金属在凝固过程中会发生体收缩现象，凝固后的固态金属的体积比液态金属的体积要小，所以固态金属与定型模具的凹槽之间存在剥离空间。再加之凹槽的表面涂覆有润滑剂，液态金属凝固后不会黏在凹槽表面。因此，可通过步骤s3将固态金属与定型模具分离。分离后，在固态金属上设置电极使其器件化，进而使其方便与其它器件集成。

所述电极的材料不限，包括金属导电材料、金属氧化物导电材料、碳基导电材料等。优选的，所述电极的电导率大于所述液态金属的电导率。进一步的，所述电极的电导率比所述液态金属的电导率大两个量级以上，电极的材料优选为银纳米线。

所述电极的制备方法包括3d打印、cvd、pvd、溶胶凝胶涂覆或转印等，而通过制备方法可以调节电极的电导率。考虑到所述电极的电导率要比所述液态金属的电导率大两个量级以上，因此，所述电极的制备方法优选为3d打印。

步骤s4中，在带有电极的固态金属表面形成包覆层，起到良好的水氧阻隔效果，延长器件的使用寿命。所述包覆层可以通过浸泡、喷涂等方法形成于固态金属表面，厚度根据包覆层材料对固态金属表面的粘附性以及包覆层材料的水氧阻隔效果进行选择。优选的，在达到良好水氧阻隔的条件下，包覆层厚度越小，对微流体器件形变能力影响越小。

所述包覆层的材料包括光固化胶，因此，在光固化过程中不会影响固态金属，即，不会使固态金属氧化。考虑到衬底溶液固化过程是一个放热过程，优选的，所述光固化胶的熔点大于等于200℃，保证包覆层在衬底溶液固化过程中不会熔化。优选的，所述光固化胶包括紫外固化胶。

步骤s5中，将所述预制器件置于衬底溶液中并固化所述衬底溶液，因此，可根据器皿的形状固化定型得到相应形状的衬底。因此，本发明可通过预先设定好器皿的形状，使包覆于所述包覆层表面的衬底是无拼接、一体成型的，进而使微流体器件的整体成型性好。

而且，衬底溶液的固化过程是一个放热过程，而固态金属的熔点很低，因而，衬底溶液固化过程中所放出的热量可以将固态金属重新熔化得到液态金属，进而得到微流体器件。在此过程中，包覆层不仅起到了水氧阻隔的作用，还具有对液态金属定型的作用。

优选的，所述衬底溶液的材料包括聚合物、熔点在300℃以下的金属及金属合金中的一种。

其中，所述聚合物不限，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚酰胺、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷等。采用聚合物作为衬底材料，固化后得到微流体器件具有柔性，拉伸等性能优异。考虑到聚二甲基硅氧烷(pdms)具有拉伸性能容易调节，弹性形变能力强等特点，因此，所述聚合物优选为聚二甲基硅氧烷。

金属及金属合金的熔点过高，其溶液会对包覆层构成不利的影响，因此，优选熔点在300℃以下的金属及金属合金。其中，熔点在300℃以下的金属包括铋、镉、锡、铅、镝、铟等，熔点在300℃以下的金属合金包括铋合金、镉合金、锡合金、铅合金、镝合金、铟合金等。采用熔点在300℃以下的金属及金属合金作为衬底材料，固化后得到微流体器件具有刚性，耐冲击等性能优异。

本发明的制备方法具有以下有益效果：第一、先利用定型模具制备得到固态金属，并采用包覆层对固态金属进行水氧封装和定型，然后进行衬底的包覆，并利用衬底固化过程的放热使固态金属重新熔化得到液态金属，不仅制备方法简单，而且可以得到一体成型的微流体器件。第二、微流体器件在衬底包覆前采用了包覆层进行水氧封装，使固态金属在熔化时不会被氧化，提高了微流体器件的使用寿命。第三、本发明利用定型模具可以制备复杂的、具有中空或者三维结构的微流体器件，而且，定型模具可反复多次使用，适合工业化生产。

本发明还提供一种如上述任一项制备方法得到的微流体器件，所述微流体器件包括衬底、包覆层、液态金属和电极，所述包覆层设于所述衬底的内部，所述包覆层具有封闭通道，所述液态金属置于所述封闭通道中，所述电极的一部分位于封闭通道中而与所述液态金属接触，所述电极的另一部分伸出所述衬底外。

本发明微流体器件具有以下有益效果：第一、微流体器件一体成型得到、成型性好，打破了固态金属对金属形状和几何设计的限制。第二、微流体器件的弯曲、拉伸和耐冲击等性能接近于衬底的性能，性能优异。第三、微流体器件长期使用后，液态金属中不会产生应力积累和金属疲劳，使用效果好、寿命高。第四、微流体器件上的电极可直接连接外部电极，使用方便，应用领域广泛。

本发明还提供一种微流体系统，所述微流体系统包括如上述的微流体器件。

本发明利用上述微流体器件可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，该微流体系统可应用于可穿戴设备、电路、通讯设备等领域，效果显著。

以下，将通过以下具体实施例对所述微流体器件及其制备方法、微流体系统做进一步的说明。

实施例1：

利用cad绘制液态金属的蛇形弯曲形状，通过模具机械在钢板上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的两根蛇形圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取配比为62.5wt％ga、25wt％in、12.5wt％sn的galinstan镓合金，室温下通过注入器将galinstan镓合金注入到模具的凹槽当中，当galinstan镓合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-10℃，加速galinstan镓合金凝固，待模具表面达到-10℃，温度稳定1小时，使galinstan镓合金凝固得到固态的galinstan镓合金。

将两个模具从涂抹凡士林的部分打开，取出固态的galinstan镓合金，放置在-10℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

利用3d打印设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的galinstan镓合金上，完成电极的制备。其中，galinstan镓合金的电导率为10⁶s/m，银纳米线的电导率大于10⁸s/m。

在固态的galinstan镓合金表面喷涂紫外固化胶，喷涂厚度为10μm，以保证紫外固化胶对固态的galinstan镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射30秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的galinstan镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为10：1的pdms预聚物与固化剂混合形成pdms溶液，将预制器件置于该溶液中，并置于120℃烘箱中固化40min，pdms溶液固化过程放热，使固态的galinstan镓合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pdms衬底、紫外固化胶包覆层、galinstan镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pdms衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，galinstan镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与galinstan镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pdms衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于50％，拉伸次数大于4000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于60°，弯折次数1000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于可穿戴设备、柔性电路、通讯设备等领域。

实施例2：

利用cad绘制液态金属的蛇形弯曲形状，通过模具机械在钢板上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的两根蛇形圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取配比为62.5wt％ga、25wt％in、12.5wt％sn的galinstan镓合金，室温下通过注入器将galinstan镓合金注入到模具的凹槽当中，当galinstan镓合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-10℃，加速galinstan镓合金凝固，待模具表面达到-10℃，温度稳定1小时，使galinstan镓合金凝固得到固态的galinstan镓合金。

将两个模具从涂抹凡士林的部分打开，取出固态的galinstan镓合金，放置在-10℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

利用3d打印设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的galinstan镓合金上，完成电极的制备。其中，galinstan镓合金的电导率为10⁶s/m，银纳米线的电导率大于10⁸s/m。

在固态的galinstan镓合金表面喷涂紫外固化胶，喷涂厚度为10μm，以保证紫外固化胶对固态的galinstan镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射30秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的galinstan镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为10：1的pdms预聚物与固化剂混合形成pdms溶液，将预制器件置于该溶液中，并置于90℃烘箱中固化40min，pdms溶液固化过程放热，使固态的galinstan镓合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pdms衬底、紫外固化胶包覆层、galinstan镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pdms衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，galinstan镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与galinstan镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pdms衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于100％，拉伸次数大于5000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于90°，弯折次数2000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于智能医疗，生物医学、人体可穿戴设备等领域。

实施例3：

利用cad绘制液态金属的蛇形弯曲形状，通过模具机械在钢板上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的两根蛇形圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取配比为62.5wt％ga、25wt％in、12.5wt％sn的galinstan镓合金，室温下通过注入器将galinstan镓合金注入到模具的凹槽当中，当galinstan镓合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-10℃，加速galinstan镓合金凝固，待模具表面达到-10℃，温度稳定1小时，使galinstan镓合金凝固得到固态的galinstan镓合金。

将两个模具从涂抹凡士林的部分打开，取出固态的galinstan镓合金，放置在-10℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

利用3d打印设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的galinstan镓合金上，完成电极的制备。其中，galinstan镓合金的电导率为10⁶s/m，银纳米线的电导率大于10⁸s/m。

在固态的galinstan镓合金表面喷涂紫外固化胶，喷涂厚度为10μm，以保证紫外固化胶对固态的galinstan镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射30秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的galinstan镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为10：1的pdms预聚物与固化剂混合形成pdms溶液，将预制器件置于该溶液中，并置于60℃烘箱中固化40min，pdms溶液固化过程放热，使固态的galinstan镓合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pdms衬底、紫外固化胶包覆层、galinstan镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pdms衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，galinstan镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与galinstan镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pdms衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于200％，拉伸次数大于6000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于120°，弯折次数3000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于智能医疗，生物医学、人体可穿戴设备等领域。

实施例4：

利用cad绘制液态金属的电路形状，通过模具机械在高弹性模量的pdms固体块上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的电路圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取75.5wt％ga和24.5wt％in，熔点为15.5℃的egaln镓合金，室温下通过注入器将egaln镓合金注入到模具的凹槽当中，当egaln镓合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-15℃，加速egaln镓合金凝固。待模具表面达到-15℃，温度稳定0.5小时，使egaln镓合金凝固得到固态的egaln镓合金。

将两个模具从凡士林封孔处打开，取出固态的egaln镓合金，放置在-15℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

通过喷涂设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的egaln镓合金上，完成电极的制备。egaln镓合金的电导率为10⁴s/m，银纳米线的电导率大于10⁷s/m。

将固态的egaln镓合金浸泡于紫外固化胶中，浸泡后捞起，静止60秒，以保证紫外固化胶对固态的egaln镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射60秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的egaln镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为5:1的pdms预聚物与固化剂混合形成pdms溶液，将预制器件置于该溶液中，在常温中放置2天，pdms溶液固化过程中放热，使固态的egaln镓合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pdms衬底、紫外固化胶包覆层、egaln镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pdms衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，egaln镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与egaln镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pdms衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于400％，拉伸次数大于8000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于1500°，弯折次数6000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于类皮肤电子等领域。

实施例5：

利用cad绘制液态金属的电路形状，通过模具机械在高弹性模量的pdms固体块上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的电路圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取铋、铟、锡和锌按照重量比35:48.3:16:0.4比例合成了bi35in48.6sn16zn0.4液态金属，这种液态金属的熔点为58.3℃，60℃条件下通过注入器将bi35in48.6sn16zn0.4合金注入到模具的凹槽当中，当bi35in48.6sn16zn0.4合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在室温条件下，进行接触式热交换，温度稳定2小时，使bi35in48.6sn16zn0.4合金凝固得到固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金。

将两个模具从凡士林封孔处打开，取出固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金，放置在室温条件下，保持其温度在融化点以下。

通过喷涂设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金上，完成电极的制备。bi35in48.6sn16zn0.4合金的电导率为10⁵s/m，银纳米线的电导率大于10⁸s/m。

将固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金浸泡于紫外固化胶中，浸泡后捞起，静止60秒，以保证紫外固化胶对固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射60秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为5:1的pdms预聚物与固化剂混合形成pdms溶液，将预制器件置于该溶液中，在常温下放置固化，pdms溶液固化过程中放热，使溶液温度上升至80℃以上，使固态的bi35in48.6sn16zn0.4合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pdms衬底、紫外固化胶包覆层、bi35in48.6sn16zn0.4合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pdms衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，bi35in48.6sn16zn0.4合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与bi35in48.6sn16zn0.4合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pdms衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于400％，拉伸次数大于8000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于1500°，弯折次数6000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于特种电路等领域。

实施例6：

利用cad绘制液态金属的电路形状，通过模具机械在钢板上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的电路圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂硅油，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取配比为68.5wt％ga、21.5wt％in、10wt％sn的galinstan镓合金，室温下通过注入器将galinstan镓合金注入到模具的凹槽当中，当galinstan镓合金填满整个凹槽后用金属密封法兰封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-30℃，加速galinstan镓合金凝固。待模具表面达到-30℃，温度稳定2小时，使galinstan镓合金凝固得到固态的galinstan镓合金。

将两个模具从法兰的部分打开，取出固态的galinstan镓合金，放置在-30℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

通过喷涂设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的galinstan镓合金上，完成电极的制备。galinstan镓合金的电导率为10⁴s/m，银纳米线的电导率大于10⁷s/m。

将固态的galinstan镓合金浸泡于紫外固化胶中，浸泡后捞起，静止30秒，以保证紫外固化胶对固态的galinstan镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射60秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的galinstan镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将重量比为8：1的pet预聚物与固化剂混合形成pet溶液，将预制器件置于该溶液中，并置于110℃烘箱中固化60min，pet溶液固化过程中放热，使固态的galinstan镓合金熔化，最终得到微流体器件。所获得的微流体器件包括pet衬底、紫外固化胶包覆层、galinstan镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于pet衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，galinstan镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与galinstan镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出pet衬底外。

经检测，该微流体器件的力学拉抻性能大于50％，拉伸次数大于6000次性能依然保持完好，最大可弯折角度大于60°，弯折次数2000次以上性能依然保持完好。可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于类皮肤电子等领域。

实施例7：

利用cad绘制液态金属的电路形状，通过模具机械在高弹性模量的pdms固体块上阴刻出对应的蛇形弯曲形状的凹槽。制备镜面对称的两个模具，两个模具闭合后中空结构为带有电极位置的电路圆柱通道。在非阴刻位置及凹槽上均涂覆上密封油脂凡士林，对两个模具闭合后的空隙进行填充，使其闭合的更紧密。

将上述模具置于充入惰性气体环境的手套箱中，选取75.5wt％ga和24.5wt％in，熔点为15.5℃的egaln镓合金，室温下通过注入器将egaln镓合金注入到模具的凹槽当中，当egaln镓合金填满整个凹槽后用凡士林封孔。

将模具放置在制冷设备的低温制冷部分，进行接触式热交换。制冷温度为-15℃，加速egaln镓合金凝固。待模具表面达到-15℃，温度稳定0.5小时，使egaln镓合金凝固得到固态的egaln镓合金。

将两个模具从凡士林封孔处打开，取出固态的egaln镓合金，放置在-15℃的制冷设备上，保持其温度在融化点以下。

通过喷涂设备在柔性材料表面打印银纳米导线，通过转印技术将银纳米导线直接粘附在固态的egaln镓合金上，完成电极的制备。egaln镓合金的电导率为10⁴s/m，银纳米线的电导率大于10⁷s/m。

将固态的egaln镓合金浸泡于紫外固化胶中，浸泡后捞起，静止60秒，以保证紫外固化胶对固态的egaln镓合金表面进行有效的包覆。通过紫外光照射60秒，使紫外固化胶完成固化，形成包覆层包覆固态的egaln镓合金，其中部分银纳米线电极伸出该包覆层，得到预制器件。

将500g金属锡在250℃下融化成金属锡溶液，将预制器件置于该溶液中后停止加热，在常温条件下迅速冷却，250℃足以使固态的egaln镓合金熔化，最终得到刚性微流体器件。所获得的微流体器件包括金属锡刚性衬底、紫外固化胶包覆层、egaln镓合金和银纳米线电极，其中，紫外固化胶包覆层设于金属锡刚性衬底的内部，紫外固化胶包覆层具有封闭通道，egaln镓合金置于封闭通道中，银纳米线电极的一部分位于封闭通道中而与egaln镓合金接触，银纳米线电极的另一部分伸出金属锡刚性衬底外。

经检测，该微流体器件的耐冲击性能、耐腐蚀性能以及韧性等性能优异，可以与电源、信号接收器、信号发射器等集成形成微流体系统，应用于固态电路领域。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。