高稳定、低电阻聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺水凝胶及其在脑机接口中的应用（英文）

作者：刘兰兰; 刘亚风; 唐瑞涛; 艾骏; 马寅佶; 陈颖^*; 冯雪^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(08): 2298-2308.

• flexible electronics
• dopamine
• hydrogels
• braincomputer interface
• electroencephalogram

硬质金属电极与柔软人体皮肤之间的界面失效会导致脑机接口器件的信号漂移和性能不稳定,影响脑电信号的精确采集.本研究设计并制备了一种聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺(PDMA-PAAM)水凝胶.将多巴胺引入到聚丙烯酰胺水凝胶中,通过多巴胺的氨基与邻苯二酚基团在有机-无机界面上建立共价和非共价相互作用提高了界面粘结力.金属电极与人体皮肤之间形成了强附着和有效模量过渡体系,PDMA-PAAM水凝胶与猪皮之间的剥离力达到22 N m-1.此外,通过添加氯化钠和甘油,PDMA-PAAM水凝胶具有稳定的电导率和室温下60天以上的长期使用寿命.将本研究制备的PDMA-PAAM水凝胶集成在柔性金电极上用于脑机接口,采集到的脑电信号强度和波形与同类商用产品基本一致,且PDMA-PAAM水凝胶柔性电极具有更稳定的界面.

• 单位
  清华大学