本发明涉及光刻胶，具体涉及一种结合等离子体辅助液态金属自激活方法及其应用。
背景技术：
1、将刚性活性组件（如集成电路）集成到可拉伸基底上的电子系统结合了类似生物的机械性能和卓越的电气性能，因此在假肢、健康监测、脑机接口和智能机器人等应用中极具潜力。这些系统面临的一个关键挑战是开发能够承受大应变同时保持低电阻的互连结构，以确保系统在显著变形下仍能正常运行。当前的解决方案，如将刚性金属结构化为蛇形或波浪形图案或开发可拉伸导电材料，要么降低了集成密度，要么表现出较低的导电性，从而限制了系统的整体性能。这凸显了需要改进的互连设计，以有效平衡机械柔韧性、电气性能和集成密度。
2、基于镓的液态金属(lm)由于其无限的可变形性和类似金属的导电性，为可拉伸电子设备提供了巨大的潜力。然而，其固有的流动性和高表面张力对沉积和高分辨率图案化提出了挑战，通常需要复杂的技术，如选择性润湿或压印。尽管具有自发形成氧化层的lm颗粒改善了溶液加工性，但它们仍然在分辨率上表现出相对较低的水平，通常范围在数十到数百微米之间。这种限制不仅源于常规图案化技术（如丝网印刷）的分辨率限制，更关键的是，由于更小的lm颗粒难以激活，这对获得更精细的图案至关重要。
3、在lm颗粒中实现高导电性涉及破坏其不导电的氧化壳，以允许金属核心融合。传统的激活方法，如机械力、激光烧蚀或超声波处理，通常需要苛刻的条件，并且由于力均匀分布在所有颗粒上，在大面积上表现出有限的有效性。随着颗粒尺寸的减小，挑战变得更加严重，因为颗粒尺寸越小，所需的激活力越大。因此，缺乏有效的、可扩展的纳米级lm颗粒的图案化和激活策略，仍然是开发兼具高可拉伸性、导电性和高分辨率互连结构的显著障碍。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供以下技术方案：
2、第一方面，本发明提供了一种结合等离子体辅助液态金属自激活方法，包括以下步骤：
3、s1、在硅基上制备图案化的液态金属光刻胶；
4、s2、对图案化的液态金属光刻胶进行等离子处理；
5、s3、在硅基上浇筑弹性体溶液；
6、s4、将所述弹性体溶液中的溶剂挥干，得到弹性体薄膜；
7、s5、将弹性体薄膜从硅基上剥离，获得附着在所述弹性体薄膜上的液态金属导电图案。
8、可选地，在步骤s2中，将所述图案化的液态金属光刻胶放入空气环境等离子体清洗机中进行等离子体处理，所述空气环境等离子体清洗机功率为100 w以上，等离子体处理时间为2秒以上。
9、可选地，所述空气环境等离子体清洗机功率为100-200w，所述等离子体处理时间为10秒至40秒。
10、可选地，步骤s1包括：
11、s11、制备配体修饰的液态金属纳米颗粒：将液态金属与配体共混于溶剂中，然后进行第一超声，得到配体修饰的液态金属纳米颗粒，所述液态金属包括镓或镓基合金，所述配体包括两亲性聚合物中的至少一种；
12、s12、向所述配体修饰的液态金属纳米颗粒中加入光敏交联剂和溶剂，然后利用第二超声混合均匀，得到液态金属光刻胶组合物；
13、s13、在硅基上进行单分子层修饰；
14、s14、在所述基底上旋涂步骤s12获得的所述液态金属光刻胶组合物，得到液态金属纳米颗粒薄膜；
15、s15、对所述液态金属纳米颗粒薄膜进行曝光；
16、s16、将所述液态金属纳米颗粒薄膜在显影液中显影，干燥，得到图案化的液态金属光刻胶。
17、可选地，在步骤s11中，液态金属:两亲性聚合物质量比不超过100 : 6；在步骤s12中，最终两亲性聚合物修饰液态金属纳米颗粒:光敏交联剂:溶剂质量比为100:5-40:500-2000；在步骤s15中，通过无掩模激光直写系统对所述液态金属纳米颗粒薄膜进行曝光。
18、可选地，所述两亲性聚合物中的亲水性结构单元和亲油结构单元的摩尔比为(0.001-0.1):1；所述光敏交联剂包括双端取代的双吖丙啶类交联剂、双端取代的全氟叠氮苯类交联剂、双端取代的二苯甲酮类交联剂中的至少一种；所述溶剂包括烃类、酮类、醇类、醚类、烷基酰胺类中的至少一种。
19、可选地，所述两亲性聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸、亲水修饰处理的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、亲水修饰处理的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸、聚乙烯-聚丙烯酸、聚乙二醇-聚苯乙烯、聚乙烯醇-聚丙乙烯、聚乙二醇-聚丙乙烯、聚乙烯醇-聚苯乙烯中的至少一种；和/或，
20、所述光敏交联剂分子双端具有光交联基团分子，双端光交联基团包括叠氮基、双吖丙啶基、二苯甲酮中的至少一种。
21、可选地，在步骤s11中，所述第一超声的时间为15 min-360min；和/或
22、在步骤s11中，所述第一超声的超声功率为280w-330 w；和/或
23、在步骤s11中，所述第一超声在温度-10℃至 0℃下进行；和/或
24、在步骤s12中，所述第二超声的时间为10 s-60 s；和/或
25、在步骤s12中，所述第二超声的超声功率为100 w-150 w；和/或
26、在步骤s12中，所述第二超声在温度0℃至25 ℃下进行。
27、第二方面，本发明提供了上述第一方面提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法在可拉伸电子设备或可拉伸电子系统制造中的应用。
28、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
29、1、在本发明提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法中，通过对图案化的液态金属光刻胶进行等离子处理，向液态金属纳米颗粒和硅基引入了亲水性基团，然后直接在微尺度的液态金属图案上浇筑弹性体溶液。从硅基上剥离弹性体薄膜的同时，由于亲水性基团的相互作用，增强了液态金属纳米颗粒与硅基以及液态金属纳米颗粒与颗粒间的粘附力和内聚力，使得局部应力集中增强，更容易使分立的颗粒破碎融合形成导电通路（这一过程在本文中称为“激活”）。这个过程保持了光刻定义的微尺度液态金属图案的高质量，同时将其从绝缘体转变为高导体。
30、2、在本发明提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法中，所采用的液态金属光刻胶组合物的配方简单，仅需将配体修饰的液态金属纳米颗粒和光敏交联剂共同分散于溶剂中，相比于现有技术中液态金属光刻胶需要多达6种组分（现已报道的液态金属光刻胶通常包括至少6种组分：光引发剂；光增感剂、光致产酸剂、光刻胶树脂、活性稀释剂（或称单体）、助剂），组成得到了极大简化。
31、3、在本发明提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法中，按溶质的质量计，所述液态金属光刻胶组合物包括60 wt%-95 wt%的配体修饰的液态金属纳米颗粒和5 wt%-40 wt%的光敏交联剂。该配方使得液态金属纳米颗粒在体系中质量占比大幅提升，意味着光刻胶中导电材料比例增加，从而提升电导率。此外，在本发明中，液态金属纳米颗粒表面包裹有纳米壳层，对液态金属纳米颗粒产生了良好限域和保护作用，极大的阻止了颗粒团聚，使其在溶剂中稳定分散，赋予光刻胶良好的液相加工能力，能够在导电材料含量很高的情况下，具有很好的成膜致密度、成膜粘附性、后续的光刻精度等性能。
32、4、在本发明提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法中，通过光引发的胶体溶解度调节设计，形成了高分辨率光刻图案化的化学基础，具体的，液态金属光刻胶组合物包括由两亲性聚合物（例如两亲性嵌段共聚物）包裹的液态金属纳米颗粒和光敏交联剂，光敏交联剂在图案化过程中通过uv光（紫外光）引发交联来促进溶解度的变化，两亲性聚合物既作为表面活性剂来稳定溶剂（例如非极性有机溶剂-甲苯）中的液态金属纳米颗粒，也作为与光敏交联剂反应的交联位点，两亲性聚合物中的亲水性基团通过配位作用锚定在液态金属纳米颗粒的氧化壳上，而两亲性聚合物中的疏水性基团通过立体障碍防止颗粒团聚，从而实现促进溶解度的变化，有利于进一步实现密集液态金属纳米颗粒光刻图案化。
33、5、在本发明提供的结合等离子体辅助液态金属自激活方法中，通过调节超声时间、超声功率等工艺参数合成了尺寸范围为约200纳米至约1微米的液态金属纳米颗粒，其中，作为表面活性剂的两亲性聚合物和减小的液态金属纳米颗粒尺寸的结合降低了表面张力，在后续处理工艺中，即使在改性（诸如经十八烷基三氯硅烷(ots) 改性）的硅材料晶圆上，通过简单的溶液加工也可以形成均匀的液态金属纳米颗粒薄膜，而无需润湿金属或复杂的印刷仪器。
34、在液体金属光刻胶图案化过程中，在紫外光照射下，通过x- h(x=c, n)插入包含两亲性聚合物的配体，以双端取代的双吖丙啶类交联剂为例，双吖丙啶分子两端生成的碳卡宾能够有效地将液态金属纳米颗粒连接起来，形成金属颗粒交联网络，降低胶体溶解度，并自发增强其与基底的粘附性。因此，在本发明的液态金属光刻胶的图案化方法中，经过溶剂显影后，交联的液态金属纳米颗粒网络得以保留，而分散的液态金属纳米颗粒重新分布，形成分辨率高达2微米的液态金属图案，这得益于液态金属纳米颗粒的尺寸减小到亚微米级和光刻的高空间分辨率。复杂的微图案从设计的掩模文件到液态金属薄膜被准确复制，展示了液态金属光刻胶的卓越图案化能力。
35、本发明的液态金属光刻胶组合物及其制备方法具有非常重要的应用价值。应当注意，本发明中所述的液态金属光刻胶组合物或液态金属光刻胶组合物的制备方法在可拉伸电子设备或可拉伸电子系统制造中的应用仅为常应用的情况，但是本发明不仅限于此，本发明的液态金属光刻胶组合物及其制备方法能够应用到任何其他适合的情况之中。
36、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。