彩繪導電電極可直接“畫”在皮膚上

彩繪導電電極可直接“畫”在皮膚上

水 登

研究人員可以用導電的、類似面部彩繪的墨水，將電極塗在皮膚上，以時尚的方式監測心臟、肌肉或大腦活動。

?研究人員將感 測器塗成了各種不同的圖案和顏色，如狐狸、可愛的卡通形象。

?皮膚電導皮膚 電活動是指皮膚 電特性的變化

彩繪導電電極可直接“畫”在皮膚上

據最新一期美國《國家科學院院刊》發表的一項研究，美國賓夕法尼亞州立大學工程師將藝術與科學結合，開發出一種像彩繪一樣可以直接“畫”在皮膚上的導電電極。

這種彩色、可定製、可水洗重繪的新型導電墨水，可用於製造個性化可穿戴感測器，能夠採集人體生物電信號，幫助監測心臟、肌肉和腦部活動，為可穿戴醫療設備帶來新創意。

目前，可穿戴醫療設備主要依靠貼附在皮膚上的電極採集人體產生的電信號。此次，研究團隊開發了一種可直接繪製在皮膚上的導電墨水。這種墨水乾燥後即可形成功能性的電極，避免了電極與皮膚之間形成空氣間隙，因此能更緊密地貼合皮膚紋理，提高信號採集品質。

該墨水幾乎就像臉部彩繪。它起初幾乎透明，但加入食用色素後，可調配成各種顏色，畫成任意圖案，例如卡通人物或超人標誌，實現真正個性化的可穿戴設備。團隊將多種聚合物和酸性添加劑配製成水基導電墨水。它濕潤時像膠水，約十分鐘即可乾燥，也可借助吹風機加快固化。為了連接電子模組，團隊還設計了一種像金屬布一樣的多孔銀紡織材料。液態墨水滲入其中後固化，與皮膚牢固結合，即使拉伸至原長度的百分之一百五十以上也不會斷裂，還能讓汗液和毛髮穿過，提高導電性、黏附性和佩戴舒適性。

實驗顯示，這種彩繪式電極能連續十二小時監測心電信號仍保持穩定。另一項實驗則證明，即使在劇烈運動過程中，電極依然能夠保持穩定附着和準確測量。此外，研究團隊還利用採集到的前臂肌電信號，成功實現了無需接觸即可控制機械人義肢。

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