为了实现感知和调节神经活动的高精度和高效率，需要高效的电荷转移生物界面和高时空分辨率。 表现出与生物组织机械顺应性的超薄生物电极阵列提供了这样的生物界面。然而，它们的薄度通常导致缺乏机电稳定性或足够高的电化学电容，从而降低其整体性能。

在这里，北京师范大学Nan Liu报道了超薄（∼115 nm）生物电极阵列，它同时实现了超顺应性、机电稳定性和高电化学性能。

文章要点

1）这些阵列表现出高光电导率（2060 S cm⁻¹ @88% 透明度）、机械拉伸性（110% 应变）和优异的电化学性能（24.5 mC cm⁻² 电荷存储容量和比商用电极低 3.5 倍的界面阻抗）。

2）机电和电化学性能的提高归因于聚（3,4-乙烯二氧噻吩）磺酸盐 (PEDOT:PSS)/氧化石墨烯 (GO) 互穿网络 (PGIN) 内的协同相互作用，其中 π-π 和氢键相互作用改善了 PEDOT 链之间的导电途径并提高了电荷转移迁移率。

3）这种超薄生物电极与光刻处理兼容，并提供时空精确的信号映射功能，用于感知和调节神经肌肉活动。通过捕获微弱的多通道面部肌电信号并应用机器学习算法，我们在无声语音识别中实现了高精度。此外，生物电极的高透明度允许同时记录脑电图 (EEG) 和功能性近红外光谱 (fNIRS) 信号，从而实现具有高时间和高空间分辨率的双模脑活动分析。

参考文献

Xiaojia Du, et al, Ultrathin Bioelectrode Array with Improved Electrochemical Performance for Electrophysiological Sensing and Modulation, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c13325

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c13325