[發明專利]一種超材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210156637.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103427165A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 劉若鵬;金曦
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及一種超材料及其制備方法。

背景技術

超材料是制備成具有周期性排列的金屬微結構的奇特材料。超材料對電磁波表現出非常奇妙的電磁效應，例如負折射率、反常Doppler效應、反常Cerenkov輻射以及完美透鏡等奇異性能，可以用于雷達探測、衛星通信、微波暗室等領域。

超材料的性質和功能主要來自于其周期性排列的金屬微結構，是通過將各種人造金屬微結構周期排列于基材中并調整人造金屬微結構的尺寸和排布來調制電磁波的。

因此如何精確制備具有周期排列的金屬微結構成為超材料制備技術的關鍵。目前超材料的加工制備過程主要是采用印刷電路板工藝，超材料的加工過程主要是將兩個或多個帶有金屬微陣列結構的PCB（Printed?Circuit?Board，印制電路板）基板疊層在一起，然后通過壓合、填充等方式將疊層在一起的帶有金屬微陣列結構的PCB板進行封裝。上述加工過程中所采用的PCB基本為硬質基板，在加工過程中不易彎曲或者折疊，應用范圍較窄。且PCB板的厚度比較大，給后面的超材料封裝工藝帶來一定的困難。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種超材料及其制備方法，能夠使超材料具備柔性的特點，既能夠增加超材料的應用范圍，又方便封裝。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種超材料的制備方法，包括：準備柔性薄膜基材；在所述薄膜基材表面形成金屬微結構陣列，得到超材料薄膜。

其中，所述的柔性薄膜基材為聚丙烯薄膜、聚酯薄膜（PET）、尼龍薄膜（PA）、聚酰亞胺薄膜、聚硅氧烷薄膜中的任意一種或兩種以上混合疊加組成的膜層。

其中，所述金屬微結構陣列是通過噴墨打印或絲網印刷技術在薄膜表面形成。

其中，所述在薄膜基材表面形成金屬微結構陣列，得到超材料薄膜的步驟之后包括：將所述超材料薄膜固定于硬質件的平面、弧面或棱面上。

其中，所述金屬微結構陣列中的金屬微結構為工字形、工字形的衍生狀、雪花狀、雪花狀的衍生狀、正四面體框狀、空間曲線狀、五棱柱框狀及圓環狀中的任意一種或兩種以上的組合。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種超材料，其包括柔性薄膜基材和薄膜基材表面的金屬微結構陣列。

其中，所述柔性薄膜基材為聚丙烯薄膜、PET、PA、聚酰亞胺薄膜、聚硅氧烷薄膜中的任意一種或兩種以上混合疊加組成的膜層。

其中，所述超材料還包括硬質件，所述薄膜基材固定于硬質件的表面。

其中，所述固定薄膜基材的硬質件表面是平面、弧面或棱面。

其中，所述的金屬微結構陣列的金屬微結構為工字形、工字形的衍生狀、雪花狀、雪花狀的衍生狀、正四面體框狀、空間曲線狀、五棱柱框狀及圓環狀中的任意一種陣列。

本發明的有益效果是：選擇薄膜材料作為基材，其具有很好的柔韌性，可以方便地黏貼在其他硬質板上形成任意的幾何面和形狀，便于超材料的應用，制備得到的超材料薄膜可以跟其他硬質件貼合在一起形成超材料器件，方便封裝也提高了超材料的性能，而超材料薄膜可以很方便的撕下來更換新的超材料薄膜，減少了材料的使用量，降低使用成本。

附圖說明

圖1是本發明超材料實施例的一種結構示意圖；

圖2是本發明超材料實施例中的一種銀金屬微結構陣列的排布示意圖；

圖3是本發明超材料實施例的薄膜微波調諧效果仿真圖；

圖4是本發明超材料制備方法實施例的一種流程圖；

圖5是本發明超材料制備方法實施例的另一種流程圖。

具體實施方式

光，作為電磁波的一種，其在穿過玻璃的時候，因為光線的波長遠大于原子的尺寸，因此可以用玻璃的整體參數，例如折射率，而不是組成玻璃的原子的細節參數來描述玻璃對光線的響應。相應的，在研究材料對其他電磁波響應的時候，材料中任何尺度遠小于電磁波波長的結構對電磁波的響應也可以用材料的整體參數表示，例如用介電常數ε和磁導率μ來描述。通過設計材料每點的結構使得材料各點的介電常數和磁導率都相同或者不同從而使得材料整體的介電常數和磁導率呈一定規律排布，規律排布的磁導率和介電常數即可使得材料對電磁波具有宏觀上的響應，例如匯聚電磁波、發散電磁波、吸收電磁波等。該類具有規律排布的磁導率和介電常數的材料稱之為超材料。

以上對涉及本發明的超材料進行簡單介紹，以下則通過具體實施例對本發明作進一步的闡述。