长期、高保真的电生理（EP）信号监测在健康监护和人机交互领域具有重要意义，这要求表皮电极兼具低接触阻抗、高共形贴附以及抗运动伪影能力。然而，低成本、可规模化地制备兼具上述性能的大面积电极及阵列仍是一项挑战。本文，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张举中 研究员 、杨洪波 研究员，宾州州立大学 程寰宇 等在《Advanced Science》期刊发表名为”Facile Fabrication of Low-Impedance, Highly Conformal Epidermal Electrodes Based on Laser-Induced Graphene–Silver Nanocomposites”的论文，研究报道了一种基于多孔导电激光诱导石墨烯（LIG）纳米复合材料的大面积、高共形、低阻抗表皮电极的简便制备策略。
该策略利用图案化超亲水LIG的自选择润湿特性，使银离子溶液自发渗入多孔结构，随后还原形成LIG-Ag纳米复合材料，将方阻从50 Ω/sq大幅降低至0.06 Ω/sq，同时显著降低皮肤接触阻抗。将该纳米复合材料转移至超薄（13 μm）苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）基底上，所得表皮电极在储存8个月后仍保持耐久、高共形与低阻抗特性，展现出优异的信噪比（SNR）和抗运动伪影能力。研究进一步通过十二导联心电图监测和基于生物电势的机械手控制，验证了该电极在临床健康监护与人机交互中的实用价值。
图1、Fabrication process and application of ultrathin epidermal electrodes based on laser-induced graphene (LIG)–silver (Ag)/SEBS. (a) Schematic illustrating the fabrication process of LIG–Ag/SEBS electrodes: (i) LIG patterning; (ii) selective Ag ionic solution wetting; (iii) thermal reduction to LIG–Ag; (iv) elastomer-assisted PI etching and electrode transfer. (b) Schematic of the LIG–Ag/SEBS epidermal electrodes in conformal contact with the skin, with the Ag nanoparticles embedded within the porous LIG structure shown in the inset. (c) Illustration of epidermal electrophysiological (EP) signal monitoring, including electrocardiograms (ECG), electromyograms (EMG), electrooculograms (EOG), and electroencephalograms (EEG).
总而言之，本研究报道了一种基于激光诱导石墨烯-银纳米复合材料的表皮电极简便制备策略，利用图案化超亲水LIG的自选择润湿使银离子溶液渗入多孔结构并还原，将方阻从50 Ω/sq降至0.06 Ω/sq，同时显著降低皮肤接触阻抗。转移至超薄SEBS基底（13 μm）后，电极在储存8个月后仍保持高共形、低阻抗与耐久特性，展现出优异的SNR和抗运动伪影能力。十二导联ECG监测和机械手生物电势控制验证了其在临床健康监护与人机交互中的实用价值。该工作为低成本、可规模化制备高性能表皮电极提供了新路径。
文献：https://doi.org/10.1002/advs.76138
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