​深圳先辈院开辟新办法,完成智能柔性神经电极的高效制备

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克日,中国迷信院深圳先辈技能研讨院微纳体系与仿生医学研讨中心的吴天准研讨员团队开辟了一种基于二氧化钛(TiO2)的聚多巴胺(PDA)仿生聚合物制备柔性神经电极的新办法,可明显延长聚适时间,联合铂纳米线(Pt NWs)修饰电极,粘附性强,电学功能优秀。相干研讨后果“Fast Polymerization of Polydopamine Based on Titanium Dioxide for High-Performance Flexible Electrodes”已在线宣布于界面质料范畴的威望期刊ACS Applied Materials & Interfaces (IF:8.456, DOI: org/10.1021/acsami.9b19875)。博士生黄兆岭、助理研讨员曾齐为配合第一作者,研讨员吴天准为通讯作者。

图A. nano- TiO2与紫外光照减速PDA聚合表示图,与PDA/TiO2/PtNW修饰电极的SEM图;B.(a)差别修饰电极实物图,(b)用于电学功能测试的事情电极制备表示图;(c)-(d)辨别为Ti/Pt,PDA,PDA/TiO2和PDA/TiO2/PtNW修饰质料的AFM图
比年来,随着智能柔性电子在可穿着、可植入范畴的迅猛开展,急迫需求一种可用于仿生电极质料的易操纵、生物兼容性好及低本钱的高效制备办法。而传统柔性电子器件制造工艺广泛存在柔性衬底和金属导电层的杨氏模量相差宏大,招致粘附力低,易分层和生效。为取得较好的安慰/记载功能,促使微型化的电化学电容器到达极高的储能密度,以便更好的办事于天然耳蜗、天然视网膜、深脑安慰器等神经假体范畴。鉴于多巴胺(DA)仿生聚合物及其衍生物外表具有少量的不饱和化学键可作为柔性电子器件的缓冲层,替换传统工艺的物理粘附,具有宏大的使用远景。但是传统的聚多巴胺(PDA)的仿生薄膜成型速率迟缓、电极修饰质料工艺庞大且与基底的粘附功能广泛较低。为办理以上抵牾,吴天准研讨团队基于后期神经电极表界面(Electrochimica Acta### 152-159;Advanced Materials Interfaces###, 1900356)的研讨履历,创新性地提出了经过添加纳米二氧化钛(nano-TiO2)大幅减速仿生PDA黏附性薄膜成型,将其作为导电粘附层,随后再修饰Pt NWs使电极取得优秀的电学功能。
研讨发明,与传统的紫外光照成型办法相比,PDA薄膜在室温下的堆积速率进步了10倍以上,1h以内即可成型;nano-TiO2的参加明显进步了Pt NWs与PDA的螯合率,极大地简化了电极制造工艺。这种新办法制备的电极面阻抗为0.0968 kΩ  cm2(比未修饰电极低落了99.88 %),阴极电荷存储才能(CSCc)高达234.4 mC/ cm2,是传统溅射工艺制造金属钛/铂电极的13.5倍;同时具有更分明的光电流极化呼应。别的,PDA/TiO2/PtNW修饰层与电极基底的粘附性高,在低落本钱的同时,也极大地进步了电极的加工制造服从和电学功能。该研讨效果可操纵性强,具有宽广的使用远景,为柔性电极的制备开辟了新思绪,可普遍使用于神经植入体、生物传感器或载药、光电电极质料等实践使用中。
上述研讨同时失掉了国度天然迷信基金、广东省天然迷信基金、深圳市底子学科结构等项目标赞助。


泉源:高分子迷信前沿


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