一种AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法技术

一种AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，属于生物医学设备技术领域，其特征在于包括：S1、Ag3Sn纳米丝束表面AuNPs/PEDOT电化学复合修饰；S2、电极基片与同轴导线焊接、绝缘套固定；S3、微弧氧化铝合金壳体树脂灌装；S4、硅胶软垫刷涂、固化；经本发明专利技术封装方法得到的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极避免了传统Ag/AgCl湿式脑电极使用导电膏，脑电测试操作过程更为简单、便利；Ag3Sn纳米丝束干式脑电极不存在湿式脑电极导电膏或导电液干涸的问题，适用于脑电信号的长时间测试。适用于脑电信号的长时间测试。适用于脑电信号的长时间测试。

【技术实现步骤摘要】
一种AuNPs /PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法


[0001]本专利技术属于生物医学设备
，尤其涉及一种经金纳米颗粒（AuNPs）/聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩（PEDOT）复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法。

技术介绍

[0002]目前，脑机接口（BCI）技术和人工智能（AI）技术是脑科学发展的热点。脑电信号（EEG）能够实时反映大脑皮层神经细胞电生理活动特征，不仅可应用于运动障碍者功能恢复训练，而且还可应用于脑控交互游戏的开发。作为脑电采集设备的前端传感器，负责采集和传输脑电信号的脑电电极至关重要。
[0003]脑电极传感器可以将大脑皮层的离子流生物电位转化为可测试的电子流电位。非植入式脑电极按照是否使用导电膏或电解质溶液，可分为湿式电极和干式电极。湿式电极需要使用液体导电介质，但是随着时间的延续，导电溶体失水、干枯，湿式电极脑电信号质量下降较快；干式电极由于没有使用导电溶液，适合长时间脑电测试要求，但是干式电极接触阻抗高、采集信号稳定性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决上述问题，提供一种AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，包括其结构设计及其封装过程。
[0005]Ag3Sn纳米丝束电极具有高的电荷存储量，Ag3Sn丝束表面经AuNPs/PEDOT复合修饰后可进一步提高电极电荷存储能力、降低界面接触阻抗。涉及丝束电极复合修饰工艺参数和修饰液的配制。
[0006]Ag3Sn纳米丝束电极与同轴导线芯的钎焊，采用焊锡熔滴滑落和刮片施压方法。
[0007]微弧氧化铝合金壳体与同轴导线屏蔽网相连，增加干式电极抗电磁信号干扰能力，提高脑电信号输出质量。
[0008]本专利技术提供一种AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，具体封装过程包括以下步骤：S1、Ag3Sn纳米丝束表面AuNPs/PEDOT 电化学复合修饰；包括S1.1、银锡纳米丝束梢部电沉积金纳米颗粒（AuNPs）；S1.2、聚3,4
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乙烯二氧噻吩（PEDOT）电化学修饰。
[0009]S2、电极基片与同轴导线焊接、绝缘套固定；包括S2.1、电极基片的滑压焊接；S2.2、电极基片焊接组件塑料绝缘套固定。
[0010]S3、微弧氧化铝合金壳体树脂灌装；包括S3.1、铝合金壳体的微弧氧化；S3.2、树脂灌装方法。
[0011]S4、硅胶软垫涂刷、固化；包括S4.1、硅胶配制；S4.2 、硅胶混合液刷涂固化成型。
[0012]进一步，本专利技术所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，在前述步骤S1.1之前，还包括步骤：S1.1.1、选择性腐蚀银锡电极基片；在进行该步骤之前，配制选择性腐蚀液：300 ml蒸馏水+10 g酒石酸+3.5 g对甲苯磺酸钠；同时，在进行该步骤之前，选择性腐蚀工艺参数：腐蚀电位
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0.3V，腐蚀时间为120min。
[0013]S1.1.2、金纳米颗粒沉积液配制；在进行该步骤之前，配制金纳米颗粒沉积液：氯金酸溶液，浓度为5mmol/L，支持电解质为KNO3，浓度为0.1mol/L。
[0014]进一步，本专利技术所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，步骤S1.1所述电沉积金纳米颗粒AuNPs，采用多次恒电位阶梯沉积方法，包括：初始电位0V，持续时间100ms；电位1段，1.5V，持续时间1000ms；电位2段，
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1.5V，持续时间5000ms；循环扫描150圈。
[0015]进一步，本专利技术所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，在前述步骤S1.2之前，还包括步骤：S1.2.1、电极基片的清洗、干燥，具体采用酒精清洗，风干。
[0016]S1.2.2、EDOT单体聚合溶液配制，具体为0.01M的EDOT单体和0.1M的Na2SO4溶液的混合液，基液为去离子水。
[0017]进一步的，在步骤S1.2之中还包括聚合PEDOT工艺：电化学工作站工作模式设置为恒电流极化，沉积电流为5mA/cm2，电压上限2.5V，沉积时间为1000s。
[0018]进一步，本专利技术所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，步骤S3.1所述微弧氧化的工艺参数包括：采用恒电压430V，频率500Hz，电流从10A降至4A关闭电源；取出陶瓷化壳体，放置温水中水和反应30分钟。
[0019]进一步，本专利技术所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，步骤S3.1所述微弧氧化之前，还包括微弧氧化电解液配制：Na2WO4:Na3PO4:Na2B4O7:KMnO4=3:13:7:0.9 (g/L)，其余为蒸馏水。
[0020]本专利技术的有益效果包括：1）Ag3Sn纳米丝束干式脑电极避免了传统Ag/AgCl湿式脑电极使用导电膏，脑电测试操作过程更为简单、便利；2）Ag3Sn纳米丝束干式脑电极不存在湿式脑电极导电膏或导电液干涸的问题，适用于脑电信号的长时间测试；3）经AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束电极表现出更高的电荷存储量和电荷传输性，在压力6N时其与头皮间界面阻抗为26.64kΩ@10Hz，低于脑电采集阻抗阈值30 kΩ；4）Ag3Sn纳米丝束干式脑电极采集的脑电信号信噪比为0.71dB，略小于Ag/AgCl湿电极的0.74；本专利技术干式脑电极α节律峰值信号波形明显，干、湿电极采集的脑电信号相关系数大于0.5。
附图说明
[0021]本专利技术的具体流程、结构及实验数据详述附图；图1为本专利技术实施例所述Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法流程图；图2为本专利技术实施例所述ф7电极基片封装结构示意图；图3为本专利技术实施例所述电极基片Ag3Sn纳米丝束扫描电镜（SEM）照片；图4为本专利技术实施例所述在Ag3Sn丝束梢部电化学沉积的金纳米颗粒（AuNPs）；图5为本专利技术实施例所述Ag3Sn丝束表面的PEDOT修饰SEM表面形貌；图6为本专利技术实施例所述Ag3Sn丝束表面经化学修饰后测试电极交流阻抗谱；图7为本专利技术实施例所述Ag3Sn丝束干式电极不同压力下头皮—电极接触阻抗随频率变化图；图8为本专利技术实施例所述商用湿式脑电极自发脑电信号α节律提取图；图9为本专利技术实施例所述Ag3Sn丝束干式脑电极自发脑电信号α节律提取图；其中1
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电极基片、2
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绝缘套、3
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金属外壳、4
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信号引出导线、5
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导线护套。
具体实施方式
[0022]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图进行详细说明。
[0023]本实施例所公开的AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，其特征在于包括以下步骤：S1、Ag3Sn纳米丝束表面AuNPs/PEDOT 电化学复合修饰；包括S1.1、Ag3Sn纳米丝束梢部电沉积金纳米颗粒；S1.2、聚3,4
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乙烯二氧噻吩电化学修饰；S2、电极基片与同轴导线焊接、绝缘套固定；包括S2.1、电极基片与同轴导线的滑压焊接；S2.2、电极基片焊接组件塑料绝缘套固定；S3、微弧氧化铝合金壳体树脂灌装；包括S3.1、铝合金壳体的微弧氧化；S3.2、树脂灌装方法；S4、硅胶软垫刷涂、固化；包括S4.1、 硅胶配制；S4.2、 硅胶混合液刷涂固化成型。2.根据权利要求1所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，其特征在于：在前述步骤S1.1之前，还包括步骤：S1.1.1、选择性腐蚀银锡电极基片；S1.1.2、金纳米颗粒沉积液的配制。3.根据权利要求1所述AuNPs/PEDOT复合修饰的Ag3Sn纳米丝束干式脑电极封装方法，其特征在于：步骤S1.1所述电沉积金纳米颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志龙，汤振，郑直，杨泓，刘阳，任海果，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：