本技术涉及一种新型IL@PVDF-HFP/PU柔性离子凝胶电极,包括其制备方法和在神经接口技术中的应用。该技术属于复合柔性材料领域,旨在提升神经接口的性能和稳定性。
背景技术
神经接口是生物组织和外部电子设备之间的关键桥梁。其中,神经微电极是记录生物电信号以捕捉运动模式或将电荷注入生物组织以调节生物功能的核心部件。在过去的几十年里,神经接口快速发展,几种典型的植入式神经电极在人类应用中成功实现。由于神经电极和生物组织/细胞之间的电荷转移行为不同,有效稳定的电荷转移对神经界面的构建至关重要。
由金属或碳材料制成的传统神经电极主要依靠自由电子作为与生物组织通信的移动电荷。虽然它们在导电性方面表现出色,但电子和生物组织之间的有效界面电荷转移是有限的。这种限制源于人类生物系统中的信号传输主要涉及离子和小分子的传输。当离子用作生物组织中的电荷载流子时,组织的电导率显著高于使用电子和空穴作为电荷载流子。
离子导电水凝胶(ICHs)电极表现出类似于生物组织的离子导电性,使得能够通过离子转移与周围组织交换材料信息。这从根本上避免了电子信号和离子信号之间转换的需要,从而避免了上述问题。然而,ICH电极存在快速脱水的缺点往往导致柔性和导电性的损失,显著限制了其在实际应用中的有效性和可靠性。通过将离子液体(IL)引入聚合物网络制备离子导电凝胶(ICG),利用IL和聚合物网络之间的相互作用可以调节凝胶的机械性能和稳定性,从而克服ICH由于完全不挥发和高化学稳定性带来的缺点。然而,现有的ICH的离子导电性较低,因而制约了高可靠神经电极界面的开发。
因此,亟需一种具有高离子导电性的离子导电凝胶以解决上述问题。
实现思路