【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于外科诊断仪器设备领域，涉及功能材料及柔性/可穿戴生物传感器，具体涉及一种自吸附纳米纤维表皮电极及其制备方法。
技术介绍
1、在各类生理信号当中，电信号，如心电(electrocardiography,ecg)、脑电(electroencephalography,eeg)、肌电(electromyography,emg)等，伴随着人体从思想到肌肉运动到消化过程等日常活动，器官、组织以及神经元活动都与电势相关，比如通过对心电信号的监测可以及时发现心脏相关疾病，如心率失常、心肌梗死等；通过对脑电信号监测可以及时发现脑部相关疾病，如癫痫发作等；对肌电信号的监测，除了可以发现与肌肉相关的神经肌肉疾病以外，还可以监测肌肉组织的运动情况等等。因此，设计并实现柔性生物电信号传感电极并对生理电信号进行精准监测对于监测人体健康状况和了解身体功能具有重要意义。
2、目前商用及文献报道的生理电信号传感器电极材料主要包括以下几类：(1)导电水凝胶及导电离子凝胶。导电水凝胶及离子凝胶可与皮肤形成良好接触，从而提供更加稳定的信号传递；但使用过程中溶剂挥发，凝胶电极逐渐失去与皮肤黏附性，由运动伪影导致噪声增大，且某些个体可能对凝胶或电极材料过敏，因此在使用凝胶电极时需要注意可能的过敏反应，且凝胶电极由于其固有需求电解质的性质，在透气透水性能上无法满足需求。(2)由绝缘弹性体和导电填料制备的多层/掺杂复合材料。绝缘基底和导电填料形成的复合电极可以通过选择不同的材料组合，优化电极的机械和化学性能，实现与人体运动过程相匹配的柔性及可延展性以
3、鉴于此，有必要提供对现有的体表电极材料进行改进，解决当前常用体表电信号传感电极的包括制备工艺复杂以及导电性、生物兼容性、体表贴附性、透水透气性、机械柔韧性差等常见问题。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的上述问题，本专利技术的首要目的在于提供一种自吸附纳米纤维表皮电极的制备方法，通过材料及电极机械结构设计解决现有生理电信号传感电极制备工艺复杂、贴附性能以及透气透水差等生物相容性问题，实现心电、肌电等生理电信号精准检测。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种由上述方法制备的自吸附纳米纤维表皮电极，该电极可实现对人体表面心电、肌电等生理电信号长时间的精准监测。
3、本专利技术目的通过以下技术方案实现：
4、一种自吸附纳米纤维表皮电极的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)分别配制聚氨酯(tpu)和聚乙烯醇(pva)的纺丝液，并同步进行静电纺丝，制得静电纺丝薄膜；
6、(2)银-金核壳结构纳米线(ag-au核-壳结构纳米线)制备：将四氯金酸(haucl4)溶液、氢氧化钠(naoh)溶液和亚硫酸钠(na2so3)溶液混合，得到金前体溶液；然后将聚乙烯吡咯烷酮溶液、抗坏血酸(l-aa)溶液、naoh溶液、na2so3溶液和银纳米线的乙醇溶液混合，得到混合物溶液；最后，将金前体溶液与混合物溶液混合，常温静置，获得的产物即为ag-au核-壳结构纳米线；
7、(3)纤维膜表皮电极制备：将合成的ag-au核-壳结构纳米线分散在乙醇中，然后通过抽滤方式沉积在静电纺丝薄膜上，制得纤维膜与纳米线紧密结合的高效的电极材料，即为所述自吸附纳米纤维表皮电极。
8、优选地，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为8-16wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为8-14wt％。
9、更为优选地，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为15wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为10wt％。
10、优选地，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数为：静电纺丝机注射泵流速为0.04-0.08ml/h，正压14-20kv，负压0.8-2v，接受距离为15-20cm，纺丝时间为5-8min。
11、更为优选地，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数为：静电纺丝机注射泵流速为0.06-0.08ml/h，正压20kv，负压0.8v，接受距离为15cm，纺丝时间为5min。
12、优选地，步骤(2)所述银纳米线采用多元醇法制备，具体步骤如下：向聚乙烯吡咯烷酮(pvp)-乙二醇溶液中加入硝酸银(agno3)溶液；随后加入二水合氯化铜(cucl2·2h2o)溶液进行反应，反应液呈乳白色后，倒入水中停止反应，静置沉降；沉淀产物即为所述银纳米线。
13、更为优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、二水合氯化铜的质量比为351-375：179-209：1；所述静置沉降的时间为3-4天。
14、更为优选地，所述反应的温度170-190℃。
15、更为优选地，所述反应的温度175-180℃，最优选为180℃。
16、优选地，步骤(2)中，所述金前体溶液中四氯金酸、氢氧化钠和亚硫酸钠的摩尔比为5:24:15，所述混合物溶液中抗坏血酸、naoh、na2so3、银纳米线的摩尔比为98-102:98-102:5:25-100；步骤(2)中四氯金酸、银纳米线和聚乙烯吡咯烷酮的用量为1mmol：100mg：500mg。
17、更为优选地，步骤(2)所述混合物溶液中抗坏血酸、naoh、na2so3、银纳米线的摩尔比为100:100:5:93。
18、优选地，步骤(2)中所述聚乙烯吡咯烷酮溶液质量浓度为3-8wt％，更优选为5wt％；所述银纳米线的乙醇溶液的浓度为5mg/ml。
19、优选地，步骤(2)中所述常温静置的时间为4-12小时，更优选为6小时。
20、优选地，步骤(2)中常温静置后还包括用去离子水和无水乙醇洗涤产物，以及离心收集纳米线。
21、优选地，步骤(2)中所述ag-au核-壳结构纳米线的平均直径为20nm，平均长度为20μm。
22、优选的，步骤(3)中所述ag-au核-壳结构纳米线的用量为：0.42-1.25mg(ag-au核-壳结构纳米线)/cm2(静电纺丝薄膜)。
23、本专利技术的原理如下：
24、首先，采用具有超强拉伸性能的tpu以及水溶性pva形成二元复合静电纺丝网络(纳米纺丝薄膜)作为ag-au核-壳结构纳米线网络支撑基底。纳米纺丝薄膜可通过范德华作用自吸附于不规则人体皮肤表面，并适应人体运动对其产生的结构变化，减少信号监测过程中运动伪影的影响；纳米纺丝薄膜中纳米孔隙使其具有良好的透水透气性能，有利于皮肤表皮组织更健康的排汗透气，从而减少炎症和刺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自吸附纳米纤维表皮电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为8-16wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为8-14wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为15wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为10wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数如下：静电纺丝机注射泵流速为0.04-0.08mL/h，正压14-20KV，负压0.8-2V，接受距离为15-20cm，纺丝时间为5-8min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数如下：静电纺丝机注射泵流速为0.06-0.08mL/h，正压20KV，负压0.8V，接受距离为15cm，纺丝时间为5min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述银纳米线采用多元醇法制备，具体步骤如下：向聚乙烯吡咯烷酮-乙二醇溶液中加入硝酸银溶液；随后加入二
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、二水合氯化铜的质量比为351-375：179-209：1；所述静置沉降的时间为3-4天；所述反应的温度170-190℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金前体溶液中四氯金酸、氢氧化钠和亚硫酸钠的摩尔比为5:24:15，所述混合物溶液中抗坏血酸、NaOH、Na2SO3、银纳米线的摩尔比为98-102:98-102:5:25-100；步骤(2)中四氯金酸、银纳米线和聚乙烯吡咯烷酮的用量为1mmol：100mg：500mg。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述Ag-Au核-壳结构纳米线的用量为：0.42-1.25mg Ag-Au核-壳结构纳米线/cm2静电纺丝薄膜。
10.一种由权利要求1-9任一项所述方法制备的自吸附纳米纤维表皮电极。
...【技术特征摘要】
1.一种自吸附纳米纤维表皮电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为8-16wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为8-14wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚氨酯的纺丝液的浓度为15wt％，聚乙烯醇的纺丝液的浓度为10wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数如下：静电纺丝机注射泵流速为0.04-0.08ml/h，正压14-20kv，负压0.8-2v，接受距离为15-20cm，纺丝时间为5-8min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述静电纺丝的工艺参数如下：静电纺丝机注射泵流速为0.06-0.08ml/h，正压20kv，负压0.8v，接受距离为15cm，纺丝时间为5min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述银纳米线采用多元醇法制备，具体步骤如下：向聚乙烯吡咯烷酮-乙...
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