面向生理信號(hào)采集應(yīng)用的新型柔性電極的制備和性能研究.pdf

1、然而迄今為止，醫(yī)療用途的傳感器及電子電路，一直使用以硅(Si)為主的硬質(zhì)的電子材料。為了達(dá)到良好的傳導(dǎo)效果，該種器件在使用過(guò)程中，常常需要涂抹導(dǎo)電膏。該過(guò)程不僅繁瑣，而且當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)時(shí)，導(dǎo)電膏固化會(huì)嚴(yán)重影響到監(jiān)測(cè)的效果。因此對(duì)于直接接觸人體肌膚的醫(yī)療傳感器而言，使用生物相容性良好的輕柔材料備受期待。
　　導(dǎo)電棉線材料的制備將為構(gòu)建新型可穿戴設(shè)備傳感器提供可選擇的新型材料，不僅可以解決生理電信號(hào)采集過(guò)程中涂抹導(dǎo)電膏的不便，更將很

2、大程度的改善醫(yī)療診斷過(guò)程中的患者體驗(yàn)。并且，該種新型電極材料的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)醫(yī)用電極的可重復(fù)使用，這將大大降低醫(yī)療成本，減輕醫(yī)患負(fù)擔(dān)。因此，單壁碳納米管修飾的智能織物被認(rèn)為是可穿戴設(shè)備的重要材料。
　　本文采用單壁碳納米管和普通棉線制備導(dǎo)電織物電極并將其用作生理電信號(hào)采集的前端傳感器。首先，采用浸漬法對(duì)普通不導(dǎo)電棉線進(jìn)行單壁碳納米管溶液修飾，并對(duì)其進(jìn)行干燥處理，這個(gè)過(guò)程使得導(dǎo)電性良好的單壁碳納米管多向分布在棉線的表面，從而使得棉線具

3、有導(dǎo)電性。通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究了制備條件(碳納米管溶液濃度，修飾時(shí)間，修飾次數(shù)等)和外界環(huán)境因素(如溫度，受力情況等)對(duì)導(dǎo)電棉線電學(xué)性能的影響。最后，基于該種導(dǎo)電棉線制作了織物電極，并通過(guò)頻率為100Hz，幅值為μV級(jí)的正弦信號(hào)和階躍信號(hào)的采集實(shí)驗(yàn)證明，該種織物電極有能力采集和傳送快速變化的弱電信號(hào)而不會(huì)引起顯著的衰減和失真，并具有相對(duì)較短的響應(yīng)時(shí)間。該種傳統(tǒng)織物的柔韌性和單壁碳納米管的導(dǎo)電性的完美結(jié)合，意味著該種材料在可穿戴電子產(chǎn)品中具