百纳米厚的可拉伸液体金属薄膜用于超合规生物电极
Shiying Li1,2, Shuai Yang1,2, Jinyun Liu1,2
1Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo, 315201, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 23, 2025
概括
研究人员开发了一种超薄,高度导电的液态金属 (LM) 皮肤上生物电极. 这一创新使得先进的可穿戴电子产品在移动过程中能够实现更高的皮肤符合性和医疗级信号监控.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 生物电子学 生物电子学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 皮表皮质电极提供高保真性电生理监测,由于符合性.
- 在创建超薄,高导电薄膜以无地整合皮肤和在动态条件下改善信号质量方面存在挑战.
研究的目的:
- 开发一种超薄,高导电性液态金属 (LM) 薄膜,用于表皮生物电极.
- 为了实现卓越的皮肤符合性和增强的信号噪声比,用于动态电生理学监测.
主要方法:
- 制造一个约200纳米厚的液体金属导电薄膜,从而产生1.1微米的总电极厚度.
- 采用了协同沉积策略,将现场基板预冷与热蒸发相结合,用于纳米控制.
- 通过低温稳定抑制湿行为,以实现无缺陷的纳米导电薄膜 (至少19 nm).
主要成果:
- 在没有机械激活的情况下实现了异常导电性 (3×106 S·m−1).
- 证明了出色的皮肤符合性和超低的界面阻抗 (8.5kΩ在1kHz).
- 启用了医疗级的肌电图信号监控,在运动过程中具有显著的动态稳定性.
结论:
- 新的热低温沉积策略能够精确控制超薄,高导电性LM薄膜.
- 制造的表皮生物电极在可穿戴生物电子应用中表现出卓越的性能特性.
- 这一进步为下一代可穿戴传感器和医疗监控设备带来了巨大的潜力.
