一种具有生物安全的散热薄膜及制备方法

本发明属于散热薄膜领域，具体涉及一种具有生物安全的散热薄膜及制备方法。

背景技术：

1、随着医疗技术的发展，植入式电子系统如助听器、脊髓刺激器，脑起搏器，神经刺激器在医疗领域发挥着不可忽略的重要作用。传统植入电子系统为了密封和安全性采用不可更换电池的设计，在5-10年电池耗尽后需要手术将设备取出更换，低功耗的设计要求限制了植入电子系统的功能。在新型疗法中，多通道，高功率，大电流和高频刺激模式有更好的治疗效果，因此对植入电子的供电和续航有新的需求。无线充电技术可为植入电子提供稳定的续航，但传统的无线充电技术能量利用率低，为加快充电速率而加大充电功率则会发热严重，严重时会损伤人体组织，造成烫伤或其他不良后果。

2、随着医疗器械产业升级，现有医疗植入式电子系统如人工耳蜗，心脏起搏器，脑起搏器等从原有的更换电池设计迭代为无线充电设计，但是在无线充电过程中，快速充电产生的发热问题会对人体安全造成威胁。针对这一需求，本发明提出一种新的散热薄膜设计和制备技术，可用于植入式电子系统的无线充电散热，保护人体组织，防止皮肤烫伤。

3、为了解决这一问题，在增大充电功率的同时保证用户安全提高外部线圈的散热能力，进而缩短充电时间，本发明提出一种新的散热技术，用于降低无线充电过程中的发热，为用户带来良好的使用体验。

技术实现思路

1、本发明提供一种具有生物安全的散热薄膜及制备方法，解决了在无线充电过程中，快速充电产生的发热问题会对人体安全造成威胁的问题。

2、一种具有生物安全的散热薄膜，包括聚氨酯、液态金属颗粒和石蜡颗粒；液态金属颗粒和石蜡颗粒设置于聚氨酯内部，具有生物安全的散热薄膜设置于体外线圈和充电系统中。

3、优选地，一种具有生物安全的散热薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：利用二甲基甲酰胺或二甲基亚砜溶解聚氨酯；

5、步骤s2：加入的液态金属颗粒，使溶解的聚氨酯溶液的质量百分比在10-30％之间；

6、步骤s3：在加入的石蜡颗粒，使溶解后的聚氨酯与液态金属颗粒溶液混合后的溶液的质量百分比在10-30％之间；

7、步骤s4：在加热石蜡颗粒溶解后的温度下，共混搅拌液态金属颗粒、石蜡颗粒和溶解的聚氨酯，制备复合材料溶液；

8、步骤s5：将混合均匀的复合材料溶液灌注于成型模具中，在加热环境下成型为薄膜；

9、步骤s6：在成膜过程中，加热使二甲基甲酰胺或二甲基亚砜挥发，剩余的聚氨酯包裹液态金属颗粒和石蜡颗粒，组成散热薄膜。

10、优选地，步骤s4具体为：

11、在加入液态金属颗粒和石蜡颗粒后，混合物充分搅拌，搅拌速度在100-1000转/分钟，同时对整体进行加热，其加热温度应在30℃-60℃区间中，以保证溶剂的稳定性，加热搅拌时间为5-30分钟。

12、优选地，步骤s5的灌注于成型模具的成膜的加热温度区间为100℃-150℃。

13、优选地，液态金属包括包括镓铟锡、纯镓和镓铟合金，镓铟锡的含量为质量百分比为68.5％镓，质量百分比为21.5％铟和质量百分比为10％锡；镓铟合金的含量为质量百分比为75％镓和质量百分比为25％铟。

14、优选地，石蜡颗粒为毫米级石蜡颗粒。

15、优选地，聚氨酯为医疗级材料，其质量百分比在50％-70％之间。。

16、本发明提供的具有生物安全的散热薄膜及制备方法具有以下有益技术效果：

17、1.本发明用于降低无线充电过程中的发热，为用户带来良好的使用体验。

18、2.本发明可用于植入式电子系统的无线充电散热，保护人体组织，防止皮肤烫伤。

技术特征：

1.一种具有生物安全的散热薄膜，其特征在于，包括聚氨酯、液态金属颗粒和石蜡颗粒；所述液态金属颗粒和石蜡颗粒设置于聚氨酯内部，所述具有生物安全的散热薄膜设置于体外线圈和充电系统中。

2.一种具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：

4.根据权利要求2所述的具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s5的灌注于成型模具的成膜的加热温度区间为100℃-150℃。

5.根据权利要求2所述的具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述液态金属包括包括镓铟锡、纯镓和镓铟合金，所述镓铟锡的含量为质量百分比为68.5％镓，质量百分比为21.5％铟和质量百分比为10％锡；所述镓铟合金的含量为质量百分比为75％镓和质量百分比为25％铟。

6.根据权利要求2所述的具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述石蜡颗粒为毫米级石蜡颗粒。

7.根据权利要求2所述的具有生物安全的散热薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯为医疗级材料，其质量百分比在50％-70％之间。

技术总结
本发明公开了一种具有生物安全的散热薄膜，包括聚氨酯、液态金属颗粒和石蜡颗粒；液态金属颗粒和石蜡颗粒均匀设置于聚氨酯内部，具有生物安全的散热薄膜设置于体外线圈和充电系统中；一种具有生物安全的散热薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：利用二甲基甲酰胺或二甲基亚砜溶解聚氨酯；步骤S2：加入的液态金属颗粒与溶解的聚氨酯的质量百分比在10‑30％之间；解决了在无线充电过程中，快速充电产生的发热问题会对人体安全造成威胁的问题。

技术研发人员：李宇航,王洋,王青云
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1