[发明专利]柔性生物电极及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性生物电极及其制备方法。所述柔性生物电极包括：导电基底；一维导电纳米材料，以其轴向与所述导电基底的表面大致正交的方式形成于所述导电基底该表面，所述一维导电纳米材料的直径为20～200nm，长度为30～100μm；其中至少在所述导电基底与所述一维导电纳米材料的接触界面区域具有聚合物涂层。本发明的柔性生物电极能够实现与皮肤纹路的有效接触。并且，测量的噪音将会随着器件和人体贴合性的提高而显著降低。

技术领域

本发明涉及一种柔性生物电极及其制备方法，属于人体电信号监测和柔性电子器件技术领域。

背景技术

人体皮肤表面存在着多种与生理健康状况相关的电信号，包括脑电、心电、眼电、肌电等。这些电信号的连续实时精准的采集对于心血管疾病的监测、运动员运动监测以及对大脑神经系统的研究都有着非常重要的意义。传统上，这些电信号的采集都是基于笨重的不可变形的刚性电子器件来实现的。但是由于人体表面的皮肤组织等都非常柔软，传统电子器件与人体皮肤组织之间的模量失配，不光会引起长期佩戴时的不适感，而且因为无法与人体表面自然贴附，在佩戴过程中很容易因为运动而引起信号噪声，对测量精度造成极大的影响。

柔性电子技术的出现，突破了传统电子器件固有的刚性不可变形的形态特征，能够极大程度地接近人体皮肤组织的力学特性，能够像绳子一样弯曲，像橡胶一样拉伸，像纸一样弯曲，甚至变形成任意弯曲的形状同时没有显著的力学或者其它性能的损伤，有利于器件适应环境的变化或与人体生物相集成，从而改善了传统电子器件在测量中和人体贴合性差等问题。但是大多数用于人体电信号采集的柔性电极的表面都是光滑平整的，而人体皮肤表面却布满着许多微小的褶皱和沟壑，这些微结构的存在极大的制约着柔性电子器件和人体表面的完全贴合，所以接触阻抗的问题依然存在。

引用文献[1]公开了一种人体电信号监测用电极片，包括背衬、导电扣、电极芯片和导电胶，所述导电扣扣接于所述背衬的一侧，所述电极芯片和导电胶位于所述述背衬的另一侧，所述电极芯片与所述导电扣电连接。所述电极片还包括微针电极，所述微针电极包括网状垫片和设置在网状垫片一侧的微针，所述网状垫片的另一侧通过导电胶与电极芯片电连接。该电极片的结构较为复杂，且微针电极仍会刺入皮肤，有可能引发皮肤损伤。

引用文献[2]公开了一种织物电极和心电测试仪，该织物电极包括基底和导电织物，所述导电织物与所述基底固定结合，且所述导电织物与所述基底之间形成有腔体，所述腔体内填充有弹性支持体，至少与所述基底向对面区域的导电织物是蜂巢组织结构机织物，所述蜂巢结构的巢房开口是背离所述基底，并在所述巢房内填设有导电胶。该织物电极虽然可以降低导电织物与皮肤之间的接触阻抗，但由于皮肤表面微小的褶皱和沟壑，接触阻抗的问题依然存在。

引用文献[1]：CN106551693A

引用文献[2]：CN106551693A

发明内容

发明要解决的问题

针对现有生物电极和皮肤接触阻抗的问题，本发明的一个目的在于提供一种柔性生物电极，能够有效解决生物电极和皮肤接触阻抗的问题，且不会刺入皮肤，不会引发皮肤损伤。

进一步地，本发明的另一目的在于提供一种生物电极的制备方法，该方法简单高效，原料易于获取。

用于解决问题的方案

[1]、一种柔性生物电极，其包括：

导电基底；

一维导电纳米材料，以其轴向与所述导电基底的表面大致正交的方式形成于所述导电基底该表面，所述一维导电纳米材料的直径为20～200nm，长度为30～100μm；其中

至少在所述导电基底与所述一维导电纳米材料的接触界面区域具有聚合物涂层。