高耐腐蚀的超细银纤维生物电位传感器,用于长期监测
Lanmin Wang1,2,3, Dan Luo1,2,3, Ying Yang1,2,3
1School of Textile Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 27, 2025
概括
这项研究通过使用3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) 来提高耐腐蚀性来增强用于可穿戴健康监测的织物生物潜能传感器. Ag/AgCl/MPTS/纯银线电极 (Ag/AgCl/MPTS/SSYE) 在长期医疗应用中表现出卓越的性能.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 生物医学工程 生物医学工程
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 织物电极对于可穿戴的医疗健康监测服装至关重要.
- 汗水腐蚀显著降低了现有的织物电极的寿命和稳定性.
- 需要强大而稳定的生物潜能传感器来进行持续的生理监测.
研究的目的:
- 用3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) 来化学修改金属织物生物潜能传感器,以提高耐腐蚀性.
- 通过分子动力学 (MD) 模拟来研究MPTS的抗腐蚀机制.
- 评估修改电极的电化学特性,耐用性和适用于可穿戴应用的适用性.
主要方法:
- 用MPTS对金属织物电极进行化学改造.
- 在电极表面通过恒压沉积形成Ag/AgCl.
- 各种电极类型的制备:Ag/AgCl/MPTS/SPNE,Ag/AgCl/MPTS/SPCWE,以及Ag/AgCl/MPTS/SSYE.
- 分子动力学 (MD) 模拟用于抗腐蚀机制分析.
- 在模拟的汗水和NaCl溶液中测试电化学性质.
- 耐久性测试包括软度,磨损,洗和运动噪声的耐受性.
主要成果:
- 在模拟的汗水和NaCl溶液中,Ag/AgCl/MPTS/SSYE表现出最佳的耐腐蚀性.
- 修改后的电极表现出极好的柔软性,耐磨性,耐冲洗性和抗运动噪声性.
- 模拟MD提供了对MPTS的抗腐蚀机制的见解.
- 优化的浸涂时间和化参数改善了电化学性能.
结论:
- Ag/AgCl/MPTS/SSYE电极为可穿戴应用提供卓越的耐腐蚀性,舒适性和电气性能.
- 这种增强的生物潜能传感器适用于长期监测心电图 (ECG) 和心电图 (EMG) 信号.
- 开发的电极技术支持神经肌肉电刺激 (NMES) 和持续健康跟踪的应用.
