PEDOT导电聚合物神经电极修饰涂层的制备及其性能优化研究

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电极位点是神经电极的重要组成部分之一,直接与神经组织接触并进行电荷传递,导电聚合物涂层被应用于电极位点界面修饰,可以提高电极界面的电化学性能,但导电聚合物涂层在长期电荷传导过程中以及机械摩擦下,涂层表面活性物质会损失,涂层本身可能会发生分层或脱落,导致应用受到阻碍。本文针对以上问题对电极进行表面修饰改性,制备基于聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的修饰涂层,以提高电极界面的电化学性能、电化学稳定性与机械稳定性。首先通过电化学沉积法制备了PEDOT涂层修饰铂电极,电化学测试结果表明修饰电极比铂电极的表面通过电荷量提高了将近3倍,在神经常用表征频率1k Hz处的界面阻抗下降为铂电极的3/5。但PEDOT涂层的电化学稳定性和机械稳定性不够优异,待进一步提升。发展新的电极修饰材料与电极修饰技术对提高电极的长期稳定性具有重要意义。为此研究了将具有优异导电性能和机械性能的石墨烯与PEDOT掺杂制备复合涂层的方法和对铂电极表面进行粗糙化处理再沉积PEDOT涂层的方法。结果表明,两种修饰电极的电荷容量又进一步得到了提升,并且在神经表征频率1k Hz处的界面阻抗也有所下降,复合涂层的电化学稳定性和机械稳定性都得到了较大的提升。基于研究结论可知,石墨烯掺杂和铂基底粗糙化两种方案都能有效提升PEDOT修饰电极的电化学性能与稳定性,修饰后电极将更有利于信号的记录与电刺激。
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