深圳先进院神经电极高性能纳米修饰材料研究获进展

时间:2019-07-21 来源:www.garudasuplemen.com

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最近,中国科学院深圳先进技术研究所医学技术研究所微纳米中心研究员吴天柱及其研究团队成功研制出一种高性能、可控的三维氧化钇/铂钠不含修饰神经微电极的复合物。电气性能记录。相关研究结果控制良好的3d氧化铱/铂纳米复合材料,电化学性能大大提高([0x9A8b]),已在线发布于[0x9A8b](高级材料界面,doi: 10.1002/admi)。201900356)。本文第一作者是曾琦助理研究员,通讯作者是吴天柱。

近年来,随着微型化、柔性电子器件以及便携式、可穿戴式和植入式器件的迅速发展,对微型储能器件的需求也不断增加。其中,微型电化学电容器(ecs)可以达到极高的储能密度。神经电极作为一种典型的微EC,广泛应用于人工耳蜗、人工视网膜、脑刺激器等人工假体中。微米级电极阵列可为临床应用提供更高的电刺激/记录效率。然而,电极尺寸的大幅度减小导致界面阻抗极大,严重降低了其电荷存储和注入能力,从而限制了其应用。目前,用微电极表面改性方法制备的涂层在不增加电极几何尺寸的情况下,不能满足低阻抗、高电荷储存、高电荷注入能力和长期稳定性等指标。

基于以上考虑,吴天准及其团队成员曾琦等人在前期工作中成功研制出氧化钇/铂纳米锥复合涂层(Electrochimica Acta,2017,237,152-159),有效地改善了电极的电性能。性能和刺激效率。研究团队进一步开发了基于前铂纳米锥的3D铂纳米花结构并探索了其演变。所获得的氧化铈纳米颗粒与上述铂纳米结构良好地粘附。

结果表明,在微电极表面改性高性能三维氧化钇/铂纳米复合材料(电极直径:200μm)后,与未改性电极相比,电化学阻抗降低了94.52%,阴极电荷存储容量为增加了56倍以上。它比以前的工作高出一个数量级)。在复合修饰电极经受超过1亿次连续电脉冲刺激后,阴极电荷存储容量仍保持在86%以上。此外,其电荷注入能力高达6.37 mCcm-2,远远超过目前报道的铂/铑神经电极改性材料;它还具有出色的葡萄糖检测特异性和灵敏度。研究成果有效地解决了现有技术的不足,具有高度可操作性和大规模生产能力。对于以人工视网膜为代表的微电极表面改性材料和神经电极刺激/记录的发展具有重要的指导意义,有望得到广泛应用。在神经假体,高效刺激/记录电极,生物传感,储能等领域。

上述研究由国家自然科学基金,广东省自然科学基金和深圳孔雀队项目资助。

论文链接

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(a)电化学改性装置的示意图; (b)微电极阵列排列; (c)微电极表面改性前后的光学显微镜图像; (d) - (g)微电极表面改性的流程图; (h)铋/铂纳米材料的氧化微观形态