CN110076938A

CN110076938A - 柔性成型体及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN110076938A
Application number: CN201910343924.4A
Authority: CN
Inventors: 冯雪; 赵星蔚; 梁紫微
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: CN110076938B

Abstract

本发明提供一种柔性成型体及其制备方法和应用。制备方法包括：取具有贯通的通孔的基材；在基材的第一表面涂覆第一金属涂层；在通孔中的靠近第一金属涂层的位置填充金属物质；在基材的第二表面涂覆第二金属涂层；在第二金属涂层，或者第一金属涂层和第二金属涂层的远离基材的表面涂覆光刻胶层；依据柔性成型体的配列方式，去除部分第二金属涂层和该部分第二金属涂层表面的光刻胶层，以使得部分通孔裸露出；在裸露出的通孔中填充光刻胶；去除剩于的第二金属涂层以及第二金属涂层表面的光刻胶层；腐蚀基材，并去除通孔中的金属物质，得到制备柔性成型体的模具；在模具中添加柔性聚合物溶液后固化。该柔性成型体与生物体之间的黏附性优异。

Description

柔性成型体及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种柔性成型体及其制备方法和应用，属于柔性黏附材料领域。

背景技术

柔性电子的出现，彻底颠覆了传统电子的固有形态，它非常的轻薄柔软，甚至可以接近生物组织本身的材料特性，可以在拉伸延展、弯曲扭转的工况下而不影响本身的性能。柔性的设计，极大的扩展了电子器件在生物传感、软体机器人等方面的应用。相比于传统硬的电子传感器，柔性电子能够良好的适应生物体本身的机械特性，提高贴合程度和舒适度，有利于长期的检测降低外部噪音的干扰，使得测量信号更加准确。

目前柔性电子的柔性成型体大多基于柔性聚合物材料，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺(PI)等，但这些材料本身并不具有粘性。为了使得柔性电子器件和生物体进行有效的贴合，除了依靠材料本身和生物体之间的范德华力之外，只能额外的利用胶带或者绷带进行贴合，即使这样，很多时候粘合效果依然不好。为此亟待开发一种本身就可以和生物体能够进行贴合的柔性成型体。

自然界的生物体的精巧构造为科技的发展提供了很多灵感，其中壁虎飞檐走壁就是非常典型的一种。通对壁虎脚的研究，人们发现，在微观尺度下，壁虎脚表面布满着一束束长度在30～130μm，直径为5μm的刚毛阵列，而每一根刚毛的末端又分岔为100～1000根绒毛，每根绒毛长度及宽度方向的尺寸约为200nm，厚度约为5nm。这些具有分级构造的微毛结构本身也不具有粘性，但通过极大地增加和接触物的接触面积，从而增加了两者之间的范德华力，从而提高了宏观的黏附性。也就是说通过材料进行仿壁虎脚的刚毛结构设计，就可以提高材料的黏附性。

目前，用于仿壁虎脚结构设计的刚毛材料包括有机聚合物如聚酰亚胺(PI)、聚氨酯(PU)、硅橡胶(PDMS)、光刻胶等以及无机的碳纳米管(CNT)。前者聚合物主要通过模板浇筑或者直接刻蚀的方法进行制备，但是很难做到纳米尺度，一般都在微米以上。后者碳纳米管主要通过阳极氧化铝(AAO)模板进行化学生长，每根刚毛的直径为几百纳米，高度为几十到几百微米，但是一般只有一层难以形成多级结构，黏附性较差。

引用文献[1]提供了一种仿生柔性干电极及其制作方法，包括导电仿生电极片和外部接口：所述导电仿生电极片表面具有仿壁虎的刚毛结构。一种仿生柔性干电极有三接结构，电极片的第一级和第二级追过微倒模的工艺能备，用PDMS制备一个具有两级结构的模具，将PDMS和碳纳米管CNT的混合物CPDMS填入模具，待CPDMS固化后，取下CPDMS制备的有两级结构的薄膜，然后通过inking技术，在两级结构的薄膜的第二级上形成第三级。但是该导电仿生电极片的第一级高度为10微米-100微米，第二级高度为1微米-50微米。括导电仿生电极片的尺寸不能达到纳米结构，黏附性较差。

引用文献[2]提供了一种液压驱动柔性仿壁虎脚趾的制备方法，其具体结构包括由聚二甲基硅氧烷制备的上两个腔体，每个腔体主动层外表面有均匀梯形凹槽和螺旋缠线，两个腔体共用一个被动层，此被动层嵌有单层聚酯单丝网，脚趾底侧表面设置皮瓣条状凸起平面，凸起平面上贴附一层仿刚毛阵列黏附材料，以及导液管。该产品的结构复杂，制备方法较为复杂，且不适合用于柔性电子器件。

引用文献：

引用文献[1]：CN103330562A

引用文献[2]：CN109334802A

发明内容

发明要解决的问题

针对现有技术中存在的技术问题，例如柔性电子器件和生物体之间黏附性差等的问题，以及目前难通过聚合物材料实现微纳米尺度结合仿壁虎脚多级结构的现状，本发明首先提出了一种柔性成型体。本发明的柔性成型体结构简单，与生物体之间的黏附性优异。

进一步地，本发明的另一目的在于提供一种柔性成型体的制备方法，该方法简单高效，原料易于获取。

用于解决问题的方案

[1]、一种柔性成型体的制备方法，其包括以下步骤：

取具有贯通的通孔的基材；

在所述基材的具有所述通孔的第一表面涂覆第一金属涂层；

在所述通孔中的靠近所述第一金属涂层的位置填充金属物质；

在所述基材的具有所述通孔的第二表面涂覆第二金属涂层；

在所述第二金属涂层，或者第一金属涂层和第二金属涂层的远离所述基材的表面涂覆光刻胶层；

依据所述柔性成型体的配列方式，去除部分所述第二金属涂层和该部分所述第二金属涂层表面的所述光刻胶层，以使得部分所述通孔裸露出；

在裸露出的所述通孔中填充光刻胶；

去除剩于的所述第二金属涂层以及所述第二金属涂层表面的光刻胶层；

腐蚀所述基材，并去除所述通孔中的金属物质，得到制备所述柔性成型体的模具；

在所述模具中添加柔性聚合物溶液后固化，去除所述模具，得到所述柔性成型体。

[2]、根据[1]所述的柔性成型体的制备方法，其中，设所述通孔的轴向长度为H₁；所述通孔中的所述金属物质填充的位置的轴向长度为H₂，则存在如下关系：

H₁>H₂。

[3]、根据[1]或[2]所述的柔性成型体的制备方法，其中，通过电化学沉积或气相沉积的方法填充所述金属物质。

[4]、根据[1]-[3]任一项所述的性成型体的制备方法，其中，所述第一金属涂层和/或所述第二金属涂层包括金涂层、铜涂层或钛涂层中的一种或两种以上的组合；和/或

所述金属物质包括金、铜、钛中的一种或两种以上的组合。

[5]、根据[1]-[4]任一项所述的性成型体的制备方法，其中，所述在裸露出的所述通孔中填充光刻胶包括：

在所述裸露出的所述通孔的表面添加所述光刻胶，通过抽真空和/或旋转沉降的方式，使所述光刻胶进入所述通孔中后固化。

[6]、根据[1]-[5]任一项所述的性成型体的制备方法，其中，所述去除所述通孔中的金属物质包括：

去除所述第一金属涂层和所述通孔中的金属物质后，在所述第一表面涂覆第三金属涂层。

[7]、根据[1]-[6]任一项所述的性成型体的制备方法，其中，所述在所述模具中添加柔性聚合物溶液包括：

在所述模具中添加柔性聚合物溶液后，通过抽真空和/或旋转沉降的方式，使所述柔性聚合物溶液进入所述金属物质填充的位置。

[8]、根据[1]-[7]任一项所述的性成型体的制备方法，其中，所述基材为阳极氧化铝模板。

[9]、一种柔性成型体，包括：

柔性基底；以及

m个大致呈柱形结构的黏附部，所述黏附部以其轴向与所述柔性基底的至少一个表面大致正交的方式形成于所述柔性基底该表面，m≥1；其中，

n个所述黏附部在其轴向上包括相连的一级结构和二级结构，所述一级结构的轴向长度为30～90μm，所述一级结构的横截面的平均直径为4～20μm；

所述二级结构的轴向长度为200～小于1000nm，所述二级结构的横截面的平均直径为30～200nm，n≥1，且n≤m。

[10]、根据[9]所述的柔性成型体，其中，所述黏附部呈矩阵的方式排列于所述柔性基底的至少一个表面；和/或

所述二级结构呈矩阵的方式排列于所述一级结构的与所述柔性基底相反的表面。

[11]、根据[9]-[10]任一项所述的柔性成型体，其中，形成所述柔性成型体的柔性聚合物的弹性模量为0.01MPa～5Gpa，优选为0.01MPa～4Gpa，更优选为0.01MPa～3Gpa，进一步优选为0.05MPa～小于3Gpa。

[12]、一种模具，其使用[1]-[8]任一项所述的制备方法制备得到。

[13]、一种根据[1]-[8]任一项所述的柔性成型体的制备方法制备得到的柔性成型体或根据[9]-[11]任一项所述的柔性成型体在柔性电子器件的应用。

发明的效果

本发明的柔性成型体与生物体之间的黏附性优异，能够用于柔性电子器件和生物体之间的黏附。

进一步地，本发明的柔性成型体的制备方法简单高效，原料易于获取，适合大批量生产。

附图说明

图1示出了本发明实施例1的柔性成型体的整体结构示意图。

图2示出了本发明实施例1的柔性成型体的的制备过程。

附图标记说明：

1：柔性基底；

2：黏附部；21：一级结构；22：二级结构。

具体实施方式

以下将详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

如无特殊声明，本发明所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所不可避免的系统性误差。

本发明中所述“大致”表示误差不超过5％等。

第一实施方式

本发明的第一实施方式提供了一种柔性成型体的制备方法，其包括以下步骤：

取基材，所述基材具有贯通的通孔；

在所述基材的具有所述通孔的第一表面涂覆第一金属涂层；

在所述基材的具有所述通孔的第二表面涂覆第二金属涂层；

在裸露出的所述通孔中填充光刻胶；

去除剩于的所述第二金属涂层以及所述第二金属涂层表面的光刻胶；

本发明的柔性成型体的制备方法比较简单易行，且能够制备得到双级结构的柔性成型体，该柔性成型体具有类似于壁虎脚的双级结构(包括一级结构和二级结构)，通过极大地增加和接触物的接触面积，从而增加了两者之间的范德华力，从而提高了宏观的黏附性。具体而言：

<基材>

本发明主要利用具有贯通的通孔的基材以制备所述柔性成型体。作为优选，由于柔性成型体的黏附部的二级结构的横截面的平均直径大约为30～200nm，柔性成型体的黏附部的轴向长度大约为30.2～91μm，其中，一级结构的轴向长度约为30～90μm，二级结构的轴向长度约为200～小于1000nm。因此，为了制备得到性能优异的柔性成型体，可以选用平均孔径约为30～200nm，通孔的轴向长度约为30.2～100μm的基材。

作为优选，本发明可以使用阳极氧化铝(AAO)模板作为基材以制备所述柔性成型体。阳极氧化铝模板的主要化学成分是三氧化二铝(Al₂O₃)。将铝作为阳极时发生氧化还原反应，从而在铝电极表面形成一层由氧化铝组成的薄膜，即为阳极氧化铝模板。本发明以阳极氧化铝模板为基材，可以制备得到黏附性能优异的柔性成型体。

<金属物质>

本发明的发明人发现，可以通过在基材的通孔中填充金属物质的方法，从而形成所述柔性基底的黏附部的二级结构。具体地，本发明在利用基材制备柔性成型体时，可以在所述基材的具有所述通孔的第一表面涂覆第一金属涂层。这样可以封闭所述基材的一面的通孔的开口，从而有利于金属物质的填充。

具体在填充时，是在所述通孔中的靠近所述第一金属涂层的位置填充金属物质，以便于得到较为整齐的二级结构。对于填充多少金属物质，可以依据一级结构和二级结构的轴向长度进行判断。具体地，设所述通孔的轴向长度为H₁；所述通孔中的所述金属物质填充的位置的轴向长度为H₂，则存在如下关系：H₁>H₂。这样可以保证获得的黏附部具有一级结构和二级结构。优选地，通孔中的所述金属物质填充的位置的轴向长度约为200-1000nm。

对于填充的具体方法，例如：可以通过电化学沉积或气相沉积的方法进行填充。其中，电化学沉积是指在外电场作用下电流通过电解质溶液中正负离子的迁移并在电极上发生得失电子的氧化还原反应而形成镀层的技术。气相沉积是利用气相中发生的物理、化学过程，在工件表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层的技术。

具体地，以电化学沉积为例，将涂覆第一金属涂层的基材作为工作电极，铂电极作为对电极，在电解液中进行直流电化学沉积。其中，在沉积金属物质时，可以选用金属物质的盐溶液作为电解液。

填充过金属物质后，需要在所述基材的具有所述通孔的第二表面涂覆第二金属涂层，以便于后期进一步处理。

进一步地，本发明对金属物质不作特定限定，只要可以实现本发明的目的即可。作为优选，所述金属物质包括金、铜、钛中的一种或两种以上的组合。

对于第一金属涂层和/或第二金属涂层，除了可以采用可以通过电化学沉积或气相沉积的方法进行涂覆以外，还可以通过电子束蒸发沉积或者磁控溅射的方法进行涂覆。具体地，电子束蒸发法是真空蒸发镀膜的一种，是在真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料，使蒸发材料气化并向基板输运，在基底上凝结形成薄膜的方法。另外，第一金属涂层和/或第二金属涂层的厚度可以是0.5～3μm。

在本发明中，所述第一金属涂层和/或所述第二金属涂层可以包括金涂层、铜涂层或钛涂层中的一种或两种以上的组合。

<光刻胶>

本发明使用光刻胶的目的在于可以获得柔性成型体的一级结构。具体地，为了后期可以使用光刻等方法获得柔性成型体的一级结构，可以在所述第二金属涂层，或者第一金属涂层和第二金属涂层的远离所述基材的表面涂覆光刻胶层。本发明具体可以通过旋涂的方式获得所述光刻胶层。

在本发明中，如果第一金属涂层和第二金属涂层为相同金属层，例如均为铜涂层时，第一金属涂层和第二金属涂层的远离所述基材的表面涂覆光刻胶层都需要涂覆光刻胶层，其中，第一金属涂层表面的光刻胶层起保护作用，第二金属涂层表面的光刻胶层是为了图案化。而如果不在第一金属涂层的表面涂覆光刻胶层，可能会导致下一步中去除第二金属涂层的过程中，第一金属涂层也会被去除。如果第一金属涂层和第二金属涂层为不同的金属涂层时，可以只在第二金属涂层的表面涂覆光刻胶层。另外，本发明对光刻胶层的厚度不做特别限定，只要能够实现本发明的方案即可。

根据光刻胶的化学反应机理和显影原理，其可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在金属物质表面刻蚀所需的图形。

在本发明中，对进行光刻的光刻胶不作特别限定。既可以使用薄胶，也可以使用厚胶。作为优选，在进行光刻时，采用薄胶，例如：例如：AZ5214等。在进行填充时也可以使用厚胶，例如：厚胶4620、厚胶SU8等。

进一步，依据所述柔性成型体的配列方式，去除部分所述第二金属涂层和该部分所述第二金属涂层表面的所述光刻胶层，以使得部分所述通孔裸露出。举例而言：本发明可以通过光刻的方式对准套刻去除该部分所述第二金属涂层表面的所述光刻胶层，然后通过金属刻蚀液刻蚀第二金属涂层。

进一步，在裸露出的所述通孔中填充光刻胶。具体地，在所述裸露出的所述通孔的表面添加所述光刻胶，例如：可以利用浇筑的方式添加所述光刻胶。然后通过抽真空和/或旋转沉降的方式，使所述光刻胶进入所述通孔中后固化。优选地，在光刻胶与所述通孔中的金属物质接触后固化。所述旋转沉降可以是浇筑后和/或抽真空后，置于匀胶机上快速旋转，会减薄上层光刻胶的厚度。

另外，为了使结构更加平整，也可以先除去剩余的第二金属涂层的表面的光刻胶层，然后再在基材的具有裸露出的所述通孔的表面浇筑光刻胶，这样可再形成一层光刻胶层。

在本发明中，所述“固化”指的是光刻胶、柔性聚合物溶液等由液态的使用形式变为固态的形式。对于固化的手段，例如可以采用干燥等形式将溶液去除。在本发明一些优选的实施方案中，去除溶液可以在加热的条件下进行。在本发明“固化”的范畴内，允许固化产物内部至少部分地形成网络结构。这样的网络结构可以通过缩合形成共价键的形式来形成，也可以是介由分子间作用力等非共价键的形式来形成。

<模具>

去除剩于的所述第二金属涂层以及所述第二金属涂层表面的光刻胶层，这样可以使部分基材裸露出。腐蚀所述基材，并去除所述通孔中的金属物质，可得到制备所述柔性成型体的模具。举例而言，在使用阳极氧化铝模板作为基材时，可以采用NaOH溶液腐蚀阳极氧化铝模板。

本发明的发明人发现，在腐蚀阳极氧化铝模板的过程中，由于通孔中填充有金属物质，能够保护金属物质周围的阳极氧化铝模板不被腐蚀，进而可以形成本发明的柔性成型体。

由于通孔中的金属物质不方便直接去除，因此，作为优选，所述去除所述通孔中的金属物质包括：去除所述第一金属涂层和所述通孔中的金属物质后，在所述第一表面再涂覆第三金属涂层。这样即可保证金属物质去除完全。所述第三金属涂层包括金涂层、铜涂层或钛涂层中的一种或两种以上的组合。优选地，利用金属刻蚀液刻蚀第一金属涂层和所述通孔中的金属物质。

进一步，得到所述模具后，在所述模具中添加柔性聚合物溶液后固化，然后去除所述模具，可以制备得到所述柔性成型体。具体地，所述在所述模具中添加柔性聚合物溶液包括：在所述模具中添加柔性聚合物溶液后，通过抽真空和/或旋转沉降的方式，使所述柔性聚合物溶液进入所述金属物质填充的位置。

本发明的柔性成型体的制备方法简单易行，且制备条件易于达到，能够制备得到黏附性优异的柔性成型体。

第二实施方式

本发明的第二实施方式提供了一种可以由第一实施方式的制备方法制备得到的柔性成型体，结构如图1所示，其包括：

柔性基底1；以及

m个大致呈柱形结构的黏附部2，所述黏附部2以其轴向与所述柔性基底1的至少一个表面大致正交的方式形成于所述柔性基底1该表面，m≥1；其中，

n个所述黏附部2在其轴向上包括相连的一级结构21和二级结构22，所述一级结构21的轴向长度为30～90μm，所述一级结构21的横截面的直径为4～20μm；

所述二级结构22的轴向长度为200～小于1000nm，所述二级结构22的横截面的直径为30～200nm，n≥1，且n≤m，m、n为自然数。

本发明的柔性成型体的结构简单，且具有类似于壁虎脚的双级结构(包括一级结构21和二级结构22)，通过极大地增加和接触物的接触面积，从而增加了两者之间的范德华力，从而提高了宏观的黏附性。本发明的柔性成型体可以利用本发明的模具形成，本发明的模具可以是通过本发明的第一实施方式的制备方法制备得到。具体而言：

<柔性基底>

本发明的柔性基底1可以基于本发明的模具形成。本发明对柔性基底1的尺寸不作特别限定，只要能实现其功能即可。本发明的柔性基底1可以是使用柔性聚合物溶液经固化得到的。柔性基底1在固化后具有一定的弹性，从而使本发明的柔性成型体具备柔性。制备本发明的柔性基底1的柔性聚合物可以是本领域常用的柔性聚合物，本发明对其具体成分不做特别限定，能够实现本发明的功能即可。

在本发明中，所述柔性聚合物可以源自于有机硅化合物，通常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。优选地，所述有机硅化合物包括硅橡胶和/或硅氧烷。

在本发明中，所采用的硅橡胶为有机硅橡胶。有机硅橡胶是含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。所采用的硅氧烷为有机硅氧烷。硅氧烷是含Si-O-Si键构成主链结构的聚合物。硅橡胶和/或硅氧烷能够在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸。硅橡胶例如可以是铂催化硅橡胶，例如：ecoflex、Dragon skin等。硅氧烷例如可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。

本发明的柔性聚合物也可以源自于光刻胶等，例如：厚胶SU8等。另外，本发明的柔性聚合物也可以源自于其它有机化合物，例如：聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

进一步，在本发明中，形成所述柔性成型体的柔性聚合物的弹性模量可以为0.01MPa～5Gpa，优选为0.01MPa～4Gpa，更优选为0.01MPa～3Gpa，进一步优选为0.01MPa～小于3Gpa。为了制备性能更加优异的柔性成型体，柔性聚合物的弹性模量可以是0.01MPa～1Gpa，优选0.01MPa～900Mpa，更优选0.01MPa～800MPa，进一步优选0.01MPa～500MPa，更进一步优选0.01MPa～300MPa等。

<黏附部>

本发明的柔性成型体具有m个大致呈柱形结构的黏附部2，所述黏附部2以其轴向与所述柔性基底1的至少一个表面大致正交的方式形成于所述柔性基底1该表面，m≥1。作为优选，本发明的黏附部2与柔性基底1由相同的材料进行制备，且黏附部2与柔性基底1可呈一体结构。

具体地，m个所述黏附部中，n个所述黏附部2在其轴向上包括相连的一级结构21和二级结构22，n≥1，且n≤m，m、n为自然数。所述一级结构21的轴向长度为30～90μm，所述一级结构21的横截面的直径为4～20μm。举例而言：所述一级结构21的轴向长度可以是40μm、50μm、60μm、70μm、80μm等。所述二级结构22的轴向长度为200～小于1000nm，所述二级结构22的横截面的直径为30～200nm。举例而言，所述二级结构22的轴向长度为300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm等。

进一步，为了使黏附部2的功能得到更有效的发挥，本发明的所述黏附部2可以呈矩阵的方式排列于所述柔性基底1的至少一个表面，和/或所述二级结构呈矩阵的方式排列于所述一级结构的与所述柔性基底相反的表面，以增强所述柔性成型体的黏附性能。

作为优选，在本发明中，黏附部中的一级结构21和/或二级结构22为大致圆柱体的结构。

第三实施方式

本发明的第三实施方式提供一种根据本发明第一实施方式所述的柔性成型体的制备方法制备得到的柔性成型体或根据本发明第二实施方式所述的柔性成型体在柔性电子器件的应用。

所述柔性电子器件例如可以是柔性应变传感器、柔性压力传感器、柔性电极、柔性温度传感器、柔性电化学传感器等柔性传感器等。

实施例

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

如图2所示，本实例的具体实施过程的具体步骤如下：实施例中的光刻胶为AZ5214光刻胶。

步骤1)，取用一片具有贯通的通孔的阳极氧化铝模板，其孔径约为100nm，厚度为60μm(如图2中的a)。设具有贯通的通孔的阳极氧化铝模板的两个表面分别为上表面和下表面。

步骤2)，通过电子束蒸发沉积的方法在阳极氧化铝模板的下表面镀一层厚度为2μm的第一铜涂层(如图2中的b)。

步骤3)，将该镀铜的阳极氧化铝模板的整体结构作为工作电极，铂电极作为对电极，在电解液中进行直流电化学沉积。电解液由0.5mol/L的CuSO₄和0.1mol/L的H₂SO₄的混合溶液组成，外加直流电压为0.2V，沉积时间为30min。此时，所述通孔中的靠近所述第一铜涂层的位置所沉积的铜的厚度约为5μm(如图2中的c)。

步骤4)，通过电子束蒸发沉积的方法在阳极氧化铝模板的上表面镀一层厚度为2μm的第二铜涂层。并将第一铜涂层和第二铜涂层的表面都旋涂一层光刻胶层，旋涂时的转速为3000r/min(如图2中的d)。

步骤5)，通过光刻的方法对第二铜涂层和第二铜涂层表面的光刻胶层进行图案化处理，剩余的第二铜涂层和第二铜涂层表面的光刻胶层的图案为直径为12μm间隔为18μm的圆形，第二铜涂层和第二铜涂层表面的光刻胶层刻蚀掉的部分将露出阳极氧化铝模板的通孔(如图2中的e)。

步骤6)，利用反应离子刻蚀机去除剩余的第二铜涂层表面的光刻胶(如图2中的f)。

步骤7)，在阳极氧化铝模板的上表面重新浇筑光刻胶，通过快速抽真空，使光刻胶进入阳极氧化铝模板的通孔内。随后立即放置在匀胶机上以3000r/min快速旋转，减薄上层光刻胶的厚度，并加热固化(如图2中的g)。

步骤8)，通过光刻对准套刻去除上表面剩余的第二铜涂层表面的光刻胶(如图2中的h)。

步骤9)，利用铜腐蚀液去除上表面剩余的第二铜涂层，直至上表面的铜刻蚀完成立即停止(如图2中的i)。

步骤10)，使用4g/100ml的NaOH溶液腐蚀阳极氧化铝模板(如图2中的j)。

步骤11)，使用铜刻蚀液刻蚀去除阳极氧化铝模板中所有的铜(如图2中的k)。

步骤12)，在阳极氧化铝模板的下表面重新镀一层2μm厚的铜，得到模具(如图2中的l)。

步骤13)，在模具的上表面浇筑聚二甲基硅氧烷，并抽真空，使得聚二甲基硅氧烷部分进入模具的孔内并加热固化(如图2中的m)。待聚二甲基硅氧烷固化后利用铜刻蚀液和NaOH溶液以及丙酮溶液分别除去铜、阳极氧化铝模板和光刻胶便可得到柔性成型体(如图2中的n)，具体结构如图1所示。

本实施例的柔性成型体，可以用于制备柔性电子器件，与传统的柔性成型体相比，其与生物体之间的黏附性优异，能够用于柔性电子器件和生物体之间的黏附。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种柔性成型体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取具有贯通的通孔的基材；

在所述基材的具有所述通孔的第一表面涂覆第一金属涂层；

在所述基材的具有所述通孔的第二表面涂覆第二金属涂层；

在裸露出的所述通孔中填充光刻胶；

2.根据权利要求1所述的柔性成型体的制备方法，其特征在于，设所述通孔的轴向长度为H₁；所述通孔中的所述金属物质填充的位置的轴向长度为H₂，则存在如下关系：

H₁>H₂。

3.根据权利要求1或2所述的柔性成型体的制备方法，其特征在于，通过电化学沉积或气相沉积的方法填充所述金属物质。

4.根据权利要求1-3任一项所述的性成型体的制备方法，其特征在于，所述第一金属涂层和/或所述第二金属涂层包括金涂层、铜涂层或钛涂层中的一种或两种以上的组合；和/或

所述金属物质包括金、铜、钛中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的柔性成型体制备方法，其特征在于，所述在裸露出的所述通孔中填充光刻胶包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的柔性成型体制备方法，其特征在于，所述去除所述通孔中的金属物质包括：

7.根据权利要求1-6任一项所述的柔性成型体制备方法，其特征在于，所述在所述模具中添加柔性聚合物溶液包括：

8.根据权利要求1-7任一项所述的柔性成型体制备方法，其特征在于，所述基材为阳极氧化铝模板。

9.一种柔性成型体，其特征在于，包括：

柔性基底；以及

10.根据权利要求9所述的柔性成型体，其特征在于，所述黏附部呈矩阵的方式排列于所述柔性基底的至少一个表面；和/或

11.根据权利要求9-10任一项所述的柔性成型体，其特征在于，形成所述柔性成型体的柔性聚合物的弹性模量为0.01MPa～5Gpa，优选为0.01MPa～4Gpa，更优选为0.01MPa～3Gpa，进一步优选为0.05MPa～小于3Gpa。

12.一种模具，其特征在于，其使用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。

13.一种根据权利要求1-8任一项所述的柔性成型体的制备方法制备得到的柔性成型体或根据权利要求9-11任一项所述的柔性成型体在柔性电子器件的应用。