一种基于液态金属的电子化口罩

技术领域

本发明涉及医用技术领域，尤其涉及一种基于液态金属的电子化口罩。

背景技术

医用口罩由口罩面体和拉紧带组成，其中口罩面体分为内、中、外三层，内层为亲肤材质，中层为隔离过滤层，外层为特殊材料抑菌层。按性能特点及适用范围来分，医用口罩可分为：医用防护口罩，医用外科口罩，普通医用口罩。

其中，医用防护口罩防护等级高，适用于医务人员和相关工作人员对经空气传播的呼吸道传染病的防护，是一种密合性自吸过滤式医疗防护用品，尤其适用于诊疗活动中接触经空气传播或近距离经飞沫传播的呼吸道感染疾病患者时佩戴。可滤过空气中的微粒，阻隔飞沫、血液、体液、分泌物微滴等，属于一次性使用产品。医用防护口罩能阻止大部分细菌、病毒等病原体，WHO推荐医务人员采用防颗粒物的防护口罩，以防止医院空气中的病毒感染。

然而，医用防护口罩产能有限、成本较高，无法满足大众(尤其非典、新冠病毒等特殊时期)对于口罩的防护效果的越来越高的需求。

发明内容

本发明提供一种基于液态金属的电子化口罩，可以提高口罩的防护效果，进而满足大众的防护需求。

本发明提供一种基于液态金属的电子化口罩，采用如下技术方案：

所述电子化口罩包括固定带、鼻部金属条、口罩内层、口罩外层、以及位于所述口罩内层和所述口罩外层之间的过滤层，其特征在于，所述电子化口罩还包括电源、第一导电图案和第二导电图案；其中，所述第一导电图案与所述第二导电图案相互绝缘设置，所述第一导电图案与所述电源的第一电极连接，所述第二导电图案与所述电源的第二电极连接；所述第一导电图案和所述第二导电图案由液态金属导电墨水制成。

可选地，所述第一导电图案和所述第二导电图案同层设置于所述过滤层的同一面上。

进一步地，所述第一导电图案和所述第二导电图案均呈插指状结构。

可选地，所述第一导电图案和所述第二导电图案分别设置于所述过滤层的两面上。

进一步地，所述第一导电图案包括多个横向线条，所述第二导电图案包括多个纵向线条。

可选地，所述第一导电图案和所述第二导电图案中线路的线宽为10μm～200μm。

可选地，所述液态金属导电墨水为熔点低于室温的金属单质或合金，或者，包括上述金属单质或合金的导电流体。

可选地，所述电子化口罩还包括导通开关，所述导通开关连接于所述第一导电图案和所述第二导电图案之间。

可选地，所述电子化口罩还包括电源座，所述电源座包括两个连接端，两个连接端分别与所述第一导电图案和所述第二导电图案连接；所述电源可拆卸放置于所述电源座内。

可选地，所述电源为电池或者超级电容器。

本发明提供了一种基于液态金属的电子化口罩，一方面，由于该电子化口罩包括电源以及相互绝缘设置的第一导电图案与第二导电图案，第一导电图案与电源的第一电极连接，第二导电图案与电源的第二电极连接，从而使得第一导电图案和第二导电图案之间可形成电场，进而增强对粉尘、细菌、病毒等有害微粒的吸附性，提高口罩的防护效果，进而满足大众的防护需求；另一方面，由于第一导电图案和第二导电图案由液态金属导电墨水制成，液态金属不仅是一种生物安全材料，而且附着牢固，具有较好的柔性，还能耐受高温加热消毒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于液态金属的电子化口罩的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于液态金属的电子化口罩的截面示意图；

图3为本发明实施例提供的第一导电图案和第二导电图案的位置示意图一；

图4为本发明实施例提供的第一导电图案和第二导电图案的位置示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例提供一种基于液态金属的电子化口罩，具体地，如图1、图2、图3和图4所示，图1为本发明实施例提供的基于液态金属的电子化口罩的立体结构示意图，图2为本发明实施例提供的基于液态金属的电子化口罩的截面示意图，图3为本发明实施例提供的第一导电图案和第二导电图案的位置示意图一，图4为本发明实施例提供的第一导电图案和第二导电图案的位置示意图二，电子化口罩包括固定带1、鼻部金属条2、口罩内层3、口罩外层4、以及位于口罩内层3和口罩外层4之间的过滤层5，电子化口罩还包括电源6、第一导电图案7和第二导电图案8；其中，第一导电图案7与第二导电图案8相互绝缘设置，第一导电图案7与电源6的第一电极连接，第二导电图案8与电源6的第二电极连接；第一导电图案7和第二导电图案8由液态金属导电墨水制成。

一方面，由于该电子化口罩包括电源6以及相互绝缘设置的第一导电图案7与第二导电图案8，第一导电图案7与电源6的第一电极连接，第二导电图案8与电源6的第二电极连接，从而使得第一导电图案7和第二导电图案8之间可形成电场，进而增强对粉尘、细菌、病毒等有害微粒的吸附性，提高口罩的防护效果，进而满足大众的防护需求；另一方面，由于第一导电图案7和第二导电图案8由液态金属导电墨水制成，液态金属不仅是一种生物安全材料，而且附着牢固，具有较好的柔性，还能耐受高温(200℃以上)加热消毒。另外，使用者佩戴口罩后呼吸产生的水汽接触第一导电图案7和/或第二导电图案8后，由于水汽的浸润，液态金属会释放少量金属离子，从而进一步加强抑菌、消毒的作用。

此外，本发明实施例中的电子化口罩不仅能够提升口罩的科技含量和防护性能，还能够增大产品的差异化水平，带来更多的卖点，且适合批量化生产，成本较低。

以上仅限定了电子化口罩还包括电源6、第一导电图案7和第二导电图案8，并未限定以上各结构与口罩内层3、口罩外层4和过滤层5中的一个或多个的相互位置关系，示例性地，针对第一导电图案7和第二导电图案8，本发明实施例提供以下几种放置方式，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择：

在第一个例子中，如图3所示，第一导电图案7和第二导电图案8同层设置于过滤层5的同一面上。如此设置，不仅有助于减小电子化口罩的厚度，提高其柔性和佩戴舒适度，还可以简化电子化口罩的制作工艺和制作成本。

进一步地，如图3所示，本发明实施例中选择第一导电图案7和第二导电图案8均呈插指状结构，不仅能够保证第一导电图案7和第二导电图案8之间具有相对较多的间隙，电子化口罩的透气效果较好，还能保证第一导电图案7和第二导电图案8之间的相对面积较大，形成的电场的强度较高，对粉尘、细菌、病毒等有害微粒的吸附性较好。

在第二个例子中，如图4所示，第一导电图案7和第二导电图案8分别设置于过滤层5的两面上。如此设置，第一导电图案7和第二导电图案8之间的相对面积大，形成的电场的强度高，对粉尘、细菌、病毒等有害微粒的吸附性好。

进一步地，如图4所示，本发明实施例中选择，第一导电图案7包括多个横向线条，第二导电图案8包括多个纵向线条，第一导电图案7和第二导电图案8形成栅格状结构，电子化口罩的透气效果较好。

在第三个例子中，第一导电图案7位于口罩内层3朝向过滤层5的一面，第二导电图案8位于过滤层5朝向口罩外层4的一面或者口罩外层4朝向过滤层5的一面。

在第四个例子中，第一导电图案7位于口罩外层4朝向过滤层5的一面，第二导电图案8位于过滤层5朝向口罩内层3的一面或者口罩内层3朝向过滤层5的一面。

可选地，本发明实施例中第一导电图案7和第二导电图案8中线路的线宽为10μm～200μm，一方面使得第一导电图案7和第二导电图案8易于制作，良率高，且可同时兼顾第一导电图案7和第二导电图案8相对面积和电子化口罩的透气效果，使得电子化口罩的综合性能优异。

可选地，本发明实施例中的液态金属导电墨水可以为熔点在300℃以内的金属单质或合金(即液态金属)，也可以为包括上述金属单质或合金的导电流体。上述导电流体可以包括上述金属单质或合金、导电填料、其他填料、溶剂、粘结剂、助剂等中的一种或多种，本领域技术人员可以根据对液态金属导电墨水的电学性能、柔性、附着力等的综合需求进行确定。

优选地，液态金属导电墨水中的液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金，或者，包括上述单质或合金的导电流体，以使得第一导电图案7和第二导电图案8柔性较好，且易于制作。其中，熔点低于室温的金属单质可以为镓单质，熔点低于室温的合金可以为镓基合金，如镓铟共晶合金、镓铟锡共晶合金、镓铟锡锌共晶合金等。

第一导电图案7和第二导电图案8可以通过打印、印刷(丝网印刷、钢网印刷、柔版印刷等)、喷涂、转印、移印等多种方式通过对液态金属导电墨水成型制成。本领域技术人员具体可以根据液态金属的粘度、流动状态等进行选择。

此外，如图3和图4所示，本发明实施例中的电子化口罩还可以包括导通开关(图中未示出)，导通开关连接于第一导电图案7和第二导电图案8之间。当导通开关断开时，第一导电图案7和第二导电图案8之间形成电场，增强对粉尘、细菌、病毒等有害微粒的吸附性，当导通开关导通时，电源6、第一导电图案7和第二导电图案8之间形成导电通路，第一导电图案7和第二导电图案8由于电流通过而产生热量，可以起到提高佩戴舒适度和/或高温杀毒灭菌的效果。

可选地，本发明实施例中的电子化口罩还可以包括电源座(图中未示出)，电源座包括两个连接端，两个连接端分别与第一导电图案7和第二导电图案8连接，电源6可拆卸放置于电源座内，以便于进行电源6的拆卸和更换。

可选地，本发明实施例中的电源6可以为电池(如薄膜电池、纽扣电池等)或者超级电容器。

其中，电源6、导通开关、电源座等结构的具体设置位置本发明实施例没有进行限定，其可以设置于口罩外层4外侧以便于操作，也可以设置于口罩内层3内侧或口罩内层3与口罩外层4之间以提高电子化口罩的美观性，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

需要补充的是，以上固定带1可以采用头部固定的方式，也可以采用耳部固定的方式，鼻部金属条2、口罩内层3、口罩外层4和过滤层5均可参见现有技术中口罩的选材和设计方式，此处不再进行赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。