[发明专利]纳米丝束的制备方法及纳米丝束脑电极

说明书

本发明提供了一种纳米丝束的制备方法及纳米丝脑电极，该方法采用对共晶母合金做定向凝固处理，再结合选择性腐蚀获得纳米丝束，最后将附有纳米丝束的合金薄片焊接于电极片从而获得纳米丝脑电极。本发明的有益效果在于：提供了一种纳米丝束脑电极的制备方法，该制备工艺基于机械强度高、阻抗小，成本低的Ag‑Sn共晶合金，采用定向凝固结合选择性腐蚀的方法制成，进而可制备脑电信号采集用电极，该工艺简单、结构可控、成品率高，制成的纳米丝具有高长径比，组织形貌可控，具备优异的导电性、低的表面电阻和良好的生物相容性。

技术领域

本发明涉及纳米丝制造工艺技术领域，尤其是指一种纳米丝束的制备方法及纳米丝束脑电极。

背景技术

近年来人脑研究受到越来越多的关注，世界各国也加大了政府投入，纷纷启动各自的“大脑计划”。脑电信号能反映人类脑部细胞的活动状况，因此通过采集和分析脑电信号有助于研究人脑的奥秘。目前在人脑的研究中，脑电信号采集与分析是使用最广泛的手段之一。通过采集脑电信号生成脑电图，进而通过脑电图应用于用户的生理监测、驾驶警觉、集中力训练、神经反馈训练以及备受关注的脑机接口领域。

脑电信号采集是用脑电电极在人头皮上进行测量。脑电电极作为一种能够有效地将脑细胞电化学活动产生的离子电位转换成测量系统电子电位的传感器，因此脑电电极要求具有良好的导电性和生物相容性。目前，用于制作微针束脑电极的材料主要有硅、二氧化钛以及碳纳米管等，其制备方法主要有化学刻蚀、离子刻蚀、紫外光刻和真空铸造等，但这些工艺都较为复杂，成品率低，生物相容性差。

而一维金属微/纳米结构在光学、机械以及电学方面有优异的性能，其作为纳米科学技术的基本构筑基元，在纳米电学领域、微/纳传感器领域、纳米生物科技领域、光学元器件领域中具有重要的作用。其中，银纳米丝因其优异的导电性、极高的透明度和良好的生物相容性等特点而被广泛应用于催化剂、薄膜太阳能电池、微电极和生物传感器等方面。

目前，银纳米丝的制备方法中使用较为广泛是多元醇法、热溶剂法和模板法。

但这些方法制备工艺复杂、效率低、稳定性差，难以制备阵列式微/纳结构。此外，纯银纳米丝氧化倾向大，而且银氧化物会严重影响银丝的导电性，纯银丝作为电极使用具有很大的局限性。

需要对现有技术进行革新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种制备效率高、接触阻抗低的纳米丝束的制备方法及纳米丝束脑电极。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纳米丝束的制备方法，包括：

S1、将至少两种金属按比例混合，通过高温熔炼制成合金块；

S2、将合金块加工为合金棒；

S3、对合金棒进行定向凝固处理；

S4、对合金棒进行切割处理，将合金棒切成合金薄片；

S5、对合金薄片的一面进行打磨处理，得到工作面；

S6、在合金薄片的另一面焊接导线；

S7、将合金薄片的工作面朝外地镶嵌于树脂中，得到待腐蚀电极；

S8、将待腐蚀电极放入电解液中，对待腐蚀电极进行腐蚀处理，得到附有纳米丝束的合金薄片。

进一步的，在步骤S3中，还包括步骤:

S31、对合金棒进行加热处理；

S32、保持高温状态，对合金棒进行定向凝固处理；

S33、对合金棒进行降温处理。

进一步的，在步骤S7之前，还包括制备酒石酸电解液的步骤。