[发明专利]一种软硬可调的液态金属神经电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于脑内植入的软硬可调的液态金属神经电极，其特征在于，所述液态金属神经电极包括柔性高分子基底、导电层以及绝缘层，所述导电层包括液态金属导线以及设置在所述液态金属导线端部的电极位点；

所述导电层嵌于所述柔性高分子基底中，所述绝缘层覆盖所述液态金属导线；

所述液态金属的熔点为29.76℃；

所述液态金属为镓；

所述液态金属导线的线宽为30μm；

所述电极位点的直径为30μm；

所述电极位点之间的距离为50μm；

所述液态金属电极用于特定脑区的深度植入，精准获取深部脑电信息；

所述液态金属神经电极在20℃到37℃，杨氏模量由970kPa降低到430kPa，拉伸电阻变化率由80％降低到15％，降低了65％，将液态金属神经电极在生理盐水浸泡36h后，电阻变化率仅为5％，经测试后细胞活性为91％。

2.根据权利要求1所述的软硬可调的液态金属神经电极，其特征在于，所述柔性高分子基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或聚乳酸中的任意一种或至少两种组合。

3.根据权利要求1所述的软硬可调的液态金属神经电极，其特征在于，所述绝缘层的材料包括聚二甲基硅氧烷、SU-8、聚酰亚胺或氮化硅中的任意一种或至少两种组合。

4.根据权利要求1所述的软硬可调的液态金属神经电极，其特征在于，所述电极位点的材料包括贵金属材料。

5.根据权利要求4所述的软硬可调的液态金属神经电极，其特征在于，所述贵金属材料包括料金、铂或氮化钛中的任意一种或至少两种组合。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的软硬可调的液态金属神经电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将液态金属微纳米颗粒油墨在基板上印刷成液态金属导线图案，在所述液态金属导线图案上浇筑或旋涂柔性高分子溶液，待所述柔性高分子溶液固化后进行剥离，得到嵌于柔性高分子基底的液态金属导线；

(2)在所述液态金属导线的端部形成电极位点；

(3)在所述液态金属导线表面制作绝缘层，得到所述软硬可调的液态金属神经电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述液态金属微纳米颗粒油墨的制备方法包括：将液态金属与溶剂混合后通过超声法或搅拌法制备液态金属微纳米颗粒油墨。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括正癸醇、无水乙醇或松油醇中的任意一种或至少两种组合。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述超声的时间为1-10min。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述印刷的方法包括：设计液态金属导线图案掩膜版，将液态金属微纳米颗粒油墨在基板上通过喷墨打印法、丝网印刷法、微流控管道填充法或3D打印法印刷成液态金属导线图案。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基板的材料包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯中的任意一种或至少两种组合。

12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)还包括：在所述浇筑或旋涂柔性高分子溶液之前，将所述液态金属导线图案进行干燥。

13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：加工设计掩膜版，暴露所述电极位点处，在所述液态金属导线的端部，采用磁控溅射或化学气相沉积法沉积贵金属材料作为电极位点。