本发明涉及导电功能材料，具体涉及一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥及其制备方法。
背景技术：
1、将功能填料集成到液态金属(lm)中，可以诱导流变改性，使液态金属在微米尺度上自由成形。然而，新型材料与lm的非化学改性集成以及在lm中的稳定分散仍然是一个巨大的挑战。
2、现有lm基导电功能材料通常涉及lm液滴的界面工程，然后与增强相混合或将lm复合材料添加到绝缘基板中，以获得特定的形状和机械强度。然而，电导率下降和衬底机械性能受损的挑战仍未得到解决。此外，lm在非反应界面的有限润湿性和导电路径激活所需的二次烧结对其在柔性衬底或复杂表面上的成型构成了挑战。为了解决这些问题，对lm进行了流变改性，制备了以lm为连续相的复合导体，以改善润湿性、更好的形状控制和更高的精度制造。利用液相lm作为分散溶剂，将金属颗粒机械拖入lm中，逐渐形成金属金属间化合物，增加lm的粗糙度，增强其与基体的附着力。然而，金属本身的高密度以及lm与金属颗粒之间的持续相互反应不利于材料的稳定性。此外，具有特殊优异性能的新型非金属低维材料通常难以通过简单的机械搅拌与lm混合，通常需要精确的尺寸控制和化学改性，如碳纳米管(cnts)、氧化石墨烯(go)和mxene，这限制了所掺的介质固有特性的表现和lm的功能化。此外，由于lm独特的液体环境，颗粒的聚集和随后的宏观相偏析一直困扰着lm基复合材料的发展。因此，开发不含金属间化合物或第三相介质的快速制备lm复合材料的新方法是值得研究的。
3、综上所述，开发一种稳定，制备过程无毒无害且性能优异的镓基液态金属复合材料具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥及其制备方法，通过溶剂辅助法制备的功能填料/镓基液态金属橡皮泥为可延展、可印刷、可愈合和高导电性的功能填料/镓基液态金属橡皮泥，是一种稳定，制备过程无毒无害且性能优异的镓基液态金属复合材料。
2、本发明的目的通过以下技术方案实现：
3、本发明的第一个目的是提供一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、(1)将功能填料均匀分散于挥发性溶剂中制成分散液a；
5、(2)将镓基液态金属加至步骤(1)所得的分散液a中进行敞口搅拌直至溶剂完全挥发，至具有金属光泽的类橡皮泥态，得到功能填料/镓基液态金属橡皮泥。
6、进一步地，所述功能填料选自mxene、碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒等中的一种或多种。
7、进一步地，所述功能填料优选为mxene。
8、进一步地，所述金属纳米颗粒可以为纳米fe3o4颗粒等。
9、进一步地，所述挥发性溶剂为无水乙醇或其他挥发性溶剂。
10、进一步地，所述镓基液态金属选自纯镓、镓铟合金(如ga74.5in25.5)、镓-铟-锡合金(如ga68.5in21.5sn1)、镓-铟-锌合金(如ga21in64zn15)等中的至少一种。
11、进一步地，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥中，功能填料占镓基液态金属的质量比为1～10wt％。
12、进一步地，步骤(1)包括如下具体过程：
13、将功能填料和挥发性溶剂混合，离心后将功能填料均匀分散于挥发性溶剂中，制成分散液a。
14、进一步地，当功能填料为mxene时，所述制备方法包括如下步骤：
15、(1)将功能填料和挥发性溶剂混合，离心后将功能填料均匀分散于挥发性溶剂中，制成分散液a；
16、(2)将镓基液态金属加至步骤(1)所得的分散液a中进行敞口搅拌直至溶剂完全挥发，得到溶剂完全挥发的复合材料；
17、(3)将步骤(2)所得的溶剂完全挥发的复合材料进一步搅拌至具有金属光泽的类橡皮泥态，得到功能填料/镓基液态金属橡皮泥。
18、进一步地，所述离心的离心速率为4000～10000rpm，离心时间为5～10min。
19、进一步地，步骤(1)中，功能填料与挥发性溶剂的体积比为1:10。
20、进一步地，只有mxene需要加入过量挥发性溶剂(挥发性溶剂的体积远大于功能填料的体积)并离心才能制成分散液a，其他的功能性填料，例如碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒，都是直接加适量挥发性溶剂(功能填料与挥发性溶剂为1：2至1:5)均匀搅拌即可得到分散液a。
21、进一步地，步骤(1)中，mxene以mxene分散液的形式和挥发性溶剂混合。
22、进一步地，步骤(2)中，所述搅拌的搅拌速率为500～2000rpm，搅拌时间为5～10h。
23、进一步地，步骤(2)中，所述搅拌的过程中加热，加热温度为30～70℃。
24、本发明的第二个目的是提供一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥，采用上述制备方法制备得到，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥为均匀的橡皮泥状混合物。
25、进一步地，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥具备优异的电磁屏蔽，传感和焦耳加热性能。
26、进一步地，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥的流变特性有利于直接印刷和适应不同的结构。
27、进一步地，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥能够用于多功能软器件的制备。
28、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：
29、1)本发明提供的功能填料/镓基液态金属橡皮泥及其制备方法，利用液态金属在无毒的挥发性溶剂中的破碎-重新整合来吞没和分散填料，成功地将mxene整合到液态金属中，制备得到的镓基液态金属复合材料具备优异的电磁屏蔽，传感和焦耳加热性能。经过实验验证，该制备方法具有稳定、可控、简单易操作的特点，且适用于多种功能性填料与液态金属进行复合。此外，
30、2)本发明提供的功能填料/镓基液态金属橡皮泥的流变特性有利于直接印刷和适应不同的结构，具备可延展、可愈合、可印刷、可打印等优异属性。
31、3)本发明为液态金属与低维材料的组装提供了一种新颖便捷的方法，为多功能软器件的发展开辟了新的道路。
1.一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，所述功能填料选自mxene、碳纳米管、石墨烯、金属纳米颗粒中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，所述挥发性溶剂为无水乙醇。
4.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥中，功能填料占镓基液态金属的质量比为1～10wt％。
5.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下具体过程：
6.根据权利要求5所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，所述离心的离心速率为4000～10000rpm，离心时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，功能填料与挥发性溶剂的体积比为1:10。
8.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的搅拌速率为500～2000rpm，搅拌时间为5～10h。
9.根据权利要求1所述的一种功能填料/镓基液态金属橡皮泥的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的过程中加热，加热温度为30～70℃。
10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述制备方法制备得到的功能填料/镓基液态金属橡皮泥，其特征在于，所述功能填料/镓基液态金属橡皮泥为均匀的橡皮泥状混合物。
