[發明專利]一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極及其制備方法

在審

• 申請號: 202111023472.5
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113583263A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 付紹輝;江剛
• 申請（專利權）人: 中山優感科技有限公司
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L33/24;C08K3/04;C08K7/26;C08F120/54;A61B5/259;A61B5/263;A61B5/265;A61B5/266;A61B5/268;A61B5/291
• 代理公司: 中山市捷凱專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 44327
• 代理人: 楊連華

本申請提供一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極及其制備方法，制備方法包括以下步驟：先抽真空給超純水除氧、將氧化石墨烯和無機納米鋰藻土依次加入攪拌并超聲分散、加入N,N二甲基丙烯酰胺單體在冰水浴中攪拌后除氧、加入引發劑和促進劑攪拌均勻后超聲除氣泡、注入模具中固化后得到，本發明由N,N?二甲基丙烯酰胺在無氧條件下經氧化還原反應，并添加氧化石墨烯和硅藻酸鎂鋰粒子增強合成得到的一種納米水凝膠，所制備的高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極具有良好的力學性能，較低的表面接觸阻抗以及優良的腦電信號采集效果，相對現有的腦電濕電極使用更方便，而相對現有的金屬干電極又更舒適，采集效果更好。

技術領域

本發明屬于生物電信號監測技術領域，具體涉及一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極及其制備方法。

背景技術

腦科學作為二十一世紀最重要的科學研究領域之一，亟需無損腦電檢測技術的支持，然而傳統的腦電濕電極測量需要在電極與頭皮之間注射導電膠作為電解質通路，這樣的測試給使用者帶來諸多不便；或是采用金屬等硬質材料制作的干電極直接與頭皮接觸，這個方式測試效果不是很好并給使用者帶來不舒適感，限制了腦電技術在新領域的發展。

目前市面上的一些采集頭發區域的干電極主要是存在兩方面的問題：一是在采集頭發區域腦電時電極安放問題，頭發阻隔了電極與皮膚的接觸，導致測試結果不理想；二是采集腦電信號的大部分干電極是剛性的，這對測試者來說是非常不舒適的，同時還存在很大的感染風險。因此，亟需開發一款使用方便、舒適、效果好的腦電電極迫在眉睫，成為目前該領域研究的熱點。

發明內容

本發明為了解決現有腦電極佩戴不舒適、效果差的技術問題，提供一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極的制備方法，具有良好的力學性能，較低的表面接觸阻抗以及優良的腦電信號采集效果。

一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極的制備方法，包括以下步驟：

S1、抽真空給超純水除氧；

S2、加入氧化石墨烯，先攪拌后超聲分散，然后加入無機納米鋰藻土，先攪拌后超聲，得到均勻分散液；

S3、將N,N二甲基丙烯酰胺單體加入均勻分散液，在冰水浴中進行攪拌，攪拌均勻后除氧；

S4、加入引發劑和促進劑，攪拌均勻后超聲除氣泡，得反應液；

S5、將反應液注入模具中，合模并密封模具；

S6、固化后開模，即得。

本申請提供一種高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極的制備方法，包括以下步驟：先抽真空給超純水除氧、將氧化石墨烯和無機納米鋰藻土依次加入攪拌并超聲分散、加入N,N二甲基丙烯酰胺單體在冰水浴中攪拌后除氧、加入引發劑和促進劑攪拌均勻后超聲除氣泡、注入模具中固化后得到，本發明由N,N-二甲基丙烯酰胺在無氧條件下經氧化還原反應，并添加氧化石墨烯和硅藻酸鎂鋰粒子增強合成得到的一種納米水凝膠，所制備的高強度氧化石墨烯納米復合水凝膠腦電極具有良好的力學性能，較低的表面接觸阻抗以及優良的腦電信號采集效果，同時也有很好的儲存穩定性和使用舒適性，相對現有的腦電濕電極使用更方便，而相對現有的金屬干電極又更舒適，采集效果更好，能夠更好的滿足目前生產和生活的需求。

優選的，所述無機納米鋰藻土采用Rockwood公司生產的Laponite XLS型或Laponite RDS型產品，Laponite產品是合成的片狀硅酸鹽，而Laponite XLS型和LaponiteRDS型為改性產品，其表面經無機多聚磷酸鹽中和改性，能延遲形成凝膠的時間，在較短的時間里保持分散液粘度低，以提高流變性能。

優選的，組分中各原料的重量份配比為：氧化石墨烯1～5份、無機納米鋰藻土15～35份、N,N二甲基丙烯酰胺單體100份、引發劑0.5～1份、促進劑0.4～0.6份。本申請的氧化石墨烯、無機納米鋰藻土和N,N二甲基丙烯酰胺單均為先后依次分散，可避免凝絮現象。