[发明专利]一种复合阵列电极及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合阵列电极，包括微电极阵列基体，以及形成在所述微电极阵列基体的微电极表面的修饰层，所述修饰层包括多个间隔设置在所述微电极表面的导电层，所述微电极表面上，所述导电层以外的区域设置绝缘层，所述导电层的材质包括纳米铂、纳米铱、导电聚合物和碳纳米管等中的一种或多种。该复合阵列电极有效消除的边缘效应的影响，整个所述复合阵列电极的微电极表面电场分布均匀，显著提高了电极的电化学性能和电极的检测能力水平。本发明还提供了复合阵列电极的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及电催化材料技术领域，具体涉及一种复合阵列电极及其制备方法和应用。

背景技术

神经电极作为最重要的植入式微器件之一，用以刺激神经组织或记录神经电信号，广泛用于神经生理、脑科学研究等生命科学领域。目前，神经电极正朝着集成化和微型化的微电极阵列发展。然而，电极尺寸的减小会造成电极阻抗增加、电容降低等的问题，严重影响电极的电化学性能，限制电极在生理参数检测以及生命科学方面的应用。

现有技术中，人们一般通过表面修饰的方式在一定程度的改善电极的电化学性能；但是由于电极边缘与中间表面的电场分布不均匀，在电镀过程中，往往会出现电极边缘电场分布密度较高，导致边缘电沉积过快，容易发生边缘效应，造成边缘与中间的镀层厚度不均匀、电极电化学性能差的情况；并且，电极尺寸越小，边缘效应越严重。目前成熟的工艺中，包括降低铜的边缘效应可通过在基底表面形成一层金属种子层，再退火处理，随后在进行电镀(Patent 102790009A,2012.)；或改变电镀液成分以及在电镀装置设计特殊的喷液机构使电镀液浓度分布均匀改善均匀性(Patent US07459892,1990.；Patent 206109565U,2017.)；或者设计电镀挡板来阻断绕过挡板边缘的电场线，以此消除边缘效应(Patent200999265Y,2008.)；虽然可以一定程度地消除边缘效应，但均用于大型的零件，对于微纳电极不大适用，且操作不便。所以对于神经电极，尤其是微纳米尺度电极的表面修饰方面中，边缘效应均无法得到很好的解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合阵列电极及其制备方法和应用，该复合阵列电极有效消除的边缘效应的影响，整个所述复合阵列电极的微电极表面电场分布均匀，显著提高了电极的电化学性能和电极的检测能力水平。

第一方面，本发明提供了一种复合阵列电极，包括微电极阵列基体，以及形成在所述微电极阵列基体的微电极表面的修饰层，所述修饰层包括多个间隔设置在所述微电极表面的导电层，所述微电极表面上，所述导电层以外的区域设置绝缘层，所述导电层的材质包括纳米铂、纳米铱、导电聚合物和碳纳米管等中的一种或多种。

可选地，所述导电聚合物包括聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的一种或多种。所述导电聚合物还包括聚苯胺衍生物、聚吡咯衍生物和聚噻吩衍生物中的一种或多种。

可选地，每个所述导电层的横向尺寸为6～60μm。

可选地，多个所述导电层阵列排布在所述微电极表面。

可选地，所述微电极表面上，多个所述导电层的总面积占比为50～80％。

可选地，所述导电层的厚度为0.02～10μm。

可选地，所述导电层的边缘与所述导电层中间区域的厚度允许偏差的绝对值小于0.1μm。

可选的，所述微电极阵列基体包括柔性电极基体或硬质电极基体。