一种微流体天线的液态金属驱动注入方法

1.本发明涉及液态金属天线技术领域，特别是一种微流体天线的液态金属驱动注入方法。


背景技术：

2.由于液态金属具有较高的导电性和流动性，应用液态金属制成的液态金属天线相比传统的天线，液态金属天线不会带来很大的损耗以及非线性问题，通过控制天线的腔体内的液态金属流动，即可实现对液态金属天线的控制。
3.由于液态金属易氧化，氧化后的液态金属对天线的性能产生严重影响。中国专利申请号：cn202110858046.7公开了液态金属天线及其控制系统、方法，包括天线本体，所述天线本体包括基底、第一弹性层和馈电端口，所述第一弹性层固定安装在所述基底上，所述第一弹性层和所述基底之间设置有填充腔，所述馈电端口的一端与所述填充腔连通，所述基底的下部设置有排放结构，所述排放结构的一端与所述填充腔连通。本发明通过第一弹性层发生大尺度的形变，使得第一弹性层可以与填充腔的壁面和转角处贴合，进而可以将填充腔内的液态金属完全排出，降低了液态金属的残留率，且无需使用酸性或碱性溶液，实现了对天线的稳定控制，使得天线可以稳定工作。该申请是通过在填充腔内设置弹性层，通过弹性层发生形变对填充腔内的液态金属进行挤压，从而排出液态金属。但是为了确保液态金属天线稳定工作，需要在液态金属进入填充腔之前就需要防止与空气接触，而该申请并未解决液态金属注入填充腔之前以及注入过程中与空气接触的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种微流体天线的液态金属驱动注入方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种微流体天线的液态金属驱动注入方法，包括以下步骤：s1、转运：使用移液枪将液态金属和驱动载液装入透明的储液瓶中，所述驱动载液的密度小于液态金属的密度，所述驱动载液为非透氧液体，且与液态金属不相容；s2、静置：静置一段时间，直至液态金属和驱动载液分层；s3、安装驱动部件：将微流体天线的输入口与管a的一端连接，管a的另一端伸入储液瓶内，将微流体天线的输出口与管b的一端连接，管b的另一端与抽吸机构连接；s4、抽取：先将伸入储液瓶内的管a端口伸入驱动载液层，抽取一定量的驱动载液，使得驱动载液充分浸润整个液态金属填充通道；然后将管a端口伸入液态金属层，抽取一定量的液态金属，使得液态金属进入液态金属填充通道；再将管a端口伸入驱动载液层，抽取一定量驱动载液，使得液态金属充满液态金属填充通道；s5、平衡气压：当液态金属达到指定位置后，立即封堵储液瓶瓶口，并停止抽取液体，使得管a和管b两端气压达到平衡，完成对液态金属的驱动。
6.进一步的，步骤s1中，先将驱动载液转送进储液瓶，再将液态金属转送进储液瓶。
7.进一步的，所述驱动载液为矿物油。
8.进一步的，所述管a和管b为ptfe管。
9.进一步的，所述抽吸机构为注射器。
10.进一步的，所述微流体天线包括天线本体和微流体通道，所述天线本体上设置有刻蚀结构，所述微流体通道包括支撑结构，所述支撑结构的底部开设有液态金属填充通道，所述支撑结构的顶部开设有与液态金属填充通道一端连通的输入口，所述支撑结构的顶部还开设有与液态金属填充通道另一端连通的输出口，所述支撑结构的底面通过双面胶层粘接在天线本体上，且所述液态金属填充通道与刻蚀结构连通。
11.进一步的，所述微流体通道采用光学透明树脂材料制成。
12.进一步的，所述液态金属填充通道的深度为0.1-0.5mm，宽度为0.8-2.5mm。
13.本发明具有以下优点：1、本发明在液态金属的储存、注入液态金属填充通道过程中、注入液态金属填充通道之后始终保持与外部空气隔绝，完全解决了因液态金属氧化而造成液态金属天线工作不稳定的问题。
14.2、本发明在液态金属的前端和后端均采用与其不相容的非透氧液体进行密封，具体的采用矿物油，不仅解决了液态金属氧化的问题，还具有比含杂质的水更低的射频损耗，是进行抗氧化处理的理想载液。
15.3、使用移液枪将液态金属和矿物油装入同一个干燥透明的储液瓶中，先转送矿物油，再转送液态金属，在此操作下，可以大大降低液态金属与空气的接触时间和接触面积，保证了其较高程度的流动性。
16.4、在驱动注入时，抽取一定量的矿物油使得其充分浸润整个液态金属填充通道，可以在一定程度上减少液态金属在液态金属填充通道内的附着情况。
附图说明
17.图1 为本发明的装配结构示意图；图2 为本发明的微流体通道的立体结构示意图；图3 为本发明的微流体通道的俯视结构示意图；图4 为图3中沿a-a的剖视结构示意图；图5 为图3中沿b-b的剖视结构示意图；图6 为图1中沿c-c的剖视结构示意图；图7 为本发明驱动连接结构示意图；图8 为本发明的驱动载液充满液态金属填充通道的示意图；图9 为本发明的液态金属进入液态金属填充通道的示意图；图10 为本发明驱动载液封堵输入口的示意图；图中：1-天线本体，1a-刻蚀结构，2-双面胶层，3-微流体通道，3a-支撑结构，3a1-液态金属填充通道，3b-输入口，3c-输出口，4-储液瓶，5-驱动载液，6-液态金属，7-管a，8-管b，9-抽吸机构。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
19.如图6所示，一种微流体天线的液态金属驱动注入方法，包括以下步骤：s1、转运：使用移液枪将液态金属6和驱动载液5装入透明的储液瓶4中，所述驱动载液5的密度小于液态金属6的密度，所述驱动载液5为非透氧液体，且与液态金属6不相容；在本实施例中，驱动载液5采用矿物油，不仅解决了液态金属6氧化的问题，还具有比含杂质的水更低的射频损耗，是进行抗氧化处理的理想载液；s2、静置：静置一段时间，直至液态金属6和驱动载液5分层，由于驱动载液5的密度小于液态金属6的密度，当液态金属6加入驱动载液5后，会自动下沉，最终产生分层现象；s3、安装驱动部件：将微流体天线的输入口3b与管a7的一端连接，管a7的另一端伸入储液瓶4内，将微流体天线的输出口3c与管b8的一端连接，管b8的另一端与抽吸机构9连接；s4、抽取：如图8所示，先将伸入储液瓶4内的管a7端口伸入驱动载液层，抽取一定量的驱动载液5，使得驱动载液5充分浸润整个液态金属填充通道3a1，使得其充分浸润整个液态金属填充通道3a1，可以在一定程度上减少液态金属6在液态金属填充通道3a1內的附着情况；如图9所示，然后将管a7端口伸入液态金属层，抽取一定量的液态金属6，使得液态金属6进入液态金属填充通道3a1，此时液态金属6可以不填满液态金属填充通道3a1，以便于后续抽吸驱动载液5后，液态金属6填充满液态金属填充通道3a1；如图10所示，再将管a7端口伸入驱动载液层，抽取一定量驱动载液5，使得液态金属6充满液态金属填充通道3a1；当然，也可用同样的方式，实现液态金属填充通道3a1的局部填充液态金属6，只需控制驱动载液5和液态金属6的切换时机即可实现；s5、平衡气压：当液态金属6达到指定位置后，立即封堵储液瓶4瓶口，并停止抽取液体，使得管a7和管b8两端气压达到平衡，完成对液态金属6的驱动。
20.进一步的，步骤s1中，先将驱动载液5转送进储液瓶4，再将液态金属6转送进储液瓶4，可以大大降低液态金属6与空气的接触时间和接触面积，保证了其较高程度的流动性。
21.管a7和管b8采用与驱动载液5和液态金属6互不相容，且互不反应的管体，优选的，所述管a7和管b8为ptfe管，其稳定性好，与驱动载液5和液态金属6既互不相容，也互不反应。
22.优选的，所述抽吸机构9为注射器，当然也可以采用其他符合抽吸要求的抽吸结构。
23.进一步的，如图1至图6所示，所述微流体天线包括天线本体1，所述天线本体1上设置有刻蚀结构1a，还包括微流体通道3，微流体通道3采用光学透明树脂(godart8001，greatsimple inc)通过3d打印技术制成，所述微流体通道3包括支撑结构3a，所述支撑结构3a的底部开设有液态金属填充通道3a1，液态金属填充通道3a1用于提供液态金属的流动路径并限制其流动范围，该液态金属填充通道3a1为非密封结构，其与天线本体1粘合后会与天线本体1上的刻蚀结构1a接触，所述支撑结构3a的顶部开设有与液态金属填充通道3a1一端连通的输入口3b，所述支撑结构3a的顶部还开设有与液态金属填充通道3a1另一端连通的输出口3c，输入口3b和输出口3c用于固定ptfe管，为液态金属提供注入和排出通道，输入
口3b和输出口3c的内径与ptfe管的外径相匹配，所述支撑结构3a的底面通过双面胶层2粘接在天线本体1上，且所述液态金属填充通道3a1与刻蚀结构1a连通。
24.进一步的，所述微流体通道3采用光学透明树脂材料制成，在本实施例中采用godart8001，greatsimple inc。
25.进一步的，所述液态金属填充通道3a1的深度为0.1-0.5mm，宽度为0.8-2.5mm ，更为优选的，深度为0.3mm，宽度为2mm，3d打印的结构精度可达到0.1mm。
26.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。