美国南加州大学科学家研发新型微针电极阵列,可用于脑机接口和电化学传感
时间:2024-05-20 09:55:18
来源:CBC金属网
近日,美国南加州大学赵航波教授和团队,造出一种新型微针电极阵列,其兼具高拉伸性、可定制和可单独寻址的特点。相关论文被选为Science-Advances的封面论文。据介绍,这款微针电极阵列具有60%-90%的拉伸性,远超已有的同类器件。同时,它的形态、长度、探测区域、阻抗和布局,都可以通过低成本、可规模化的方法实现定制。
研究中,课题组采用激光刻蚀技术、微加工技术和转印技术,提出一种混合制造方案,借此造出了这款微针电极阵列。对于这种混合制造方案来说,它是一种能与已有微机电技术兼容的可拉伸微针制造工艺。与传统的微针阵列制造工艺相比,本次方法更加简单、也更加高效。
一直以来,将微针在三维空间进行选择性刻蚀,是微针制造中的一个重大挑战。而本次工作通过凝胶辅助金属蚀刻的方法,巧妙解决了上述难题。作为一种可拉伸的穿透电极阵列,预计本次微针电极阵列会成为一款实用型三维生物界面平台。
为了展示本次成果的应用前景,该团队将微针电极阵列,用于海蛞蝓肌内肌电信号的测量。期间,他们将同一个微针阵列中的不同长度的微针电极,插入不同位置和不同深度的肌肉群,借此测量出不同肌肉组在海蛞蝓运动过程中的肌电信号。虽然这只是在软体动物海蛞蝓肌肉中的一次应用,但是它预式着这种可拉伸微针电极阵列,能被打造成一种生物-电子界面,从而成为检测生物体活动深层组织的有效工具。尤其是对于柔软、可变形的生物组织来说,由这种微针电极阵列打造的三维生物-电子界面,能够确保电极与活动中的生物组织的紧密贴合。从而能在脑机接口的电生理传感、皮肤间质液的电化学传感、以及神经和肌肉的电刺激上产生潜在应用。
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