[发明专利]一种透明自粘附导电水凝胶电极及其制备方法

权利要求书

1.一种透明自粘附导电水凝胶电极，其特征在于，所述透明自粘附导电水凝胶电极包括：保护膜层、导电水凝胶层、背衬层，其中，所述保护膜层、所述导电水凝胶层和所述背衬层由上至下依次排列，所述保护膜层为聚乙烯薄膜，所述导电水凝胶层为化学交联型水凝胶，由聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮在加热条件下通过酸催化发生缩酮反应得到，所述水凝胶为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮形成的三维网状结构，所述导电水凝胶层通过引入聚多巴胺的衍生物PDA NDs和Na+溶液形成导电网络，所述水凝胶与人体组织的粘附强度范围为29-42 kPa；所述背衬层为无纺布；

所述透明自粘附导电水凝胶电极的制备方法包括：水凝胶的制备；所述水凝胶的制备包括：

步骤一：在去离子水中加入聚乙烯醇（PVA），通过加热和搅拌使其溶解，得到PVA溶液；所述聚乙烯醇的质量百分比浓度为15-20%；

步骤二：在去离子水中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），通过超声辅助溶解，得到PVP溶液；所述聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比浓度为30-40%；

步骤三：在偏碱性的Tris-HCl缓冲液中加入多巴胺盐酸盐，敞口下搅拌12h得到PDA溶液，之后再通过与过氧化氢和氢氧化钠混合溶液混合、加热，得到聚多巴胺纳米点（PDANDs）溶液；

步骤四：将所述步骤一中所得的PVA溶液、所述步骤二中所得的PVP溶液和步骤三中所得的聚多巴胺纳米点（PDA NDs）溶液按1:1:0.4或1:1:0.8体积比例混合均匀；

步骤五：将步骤四中所得混合液的pH调至酸性，加热处理后得到水凝胶。

2.根据权利要求1所述的透明自粘附导电水凝胶电极，其特征在于，所述无纺布采用丙纶和聚氨酯胶制成。

3.根据权利要求1所述的透明自粘附导电水凝胶电极，其特征在于，所述导电水凝胶层为所述水凝胶经浇注、裁剪制备出特定形状，所述导电水凝胶层与所述背衬层通过机械涂布后压合在一起。

4.根据权利要求1所述的透明自粘附导电水凝胶电极，其特征在于，所述水凝胶的电导率范围为0.14-1.47 S/m。

5.根据权利要求1所述的透明自粘附导电水凝胶电极，其特征在于，所述水凝胶的透光率范围为91-98%。

6.一种权利要求1-5任一项所述的透明自粘附导电水凝胶电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）水凝胶的制备；（2）水凝胶电极的制备；

所述（1）水凝胶的制备包括：

步骤一：在去离子水中加入聚乙烯醇（PVA），通过加热和搅拌使其溶解，得到PVA溶液；

步骤二：在去离子水中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），通过超声辅助溶解，得到PVP溶液；

步骤三：在偏碱性的Tris-HCl缓冲液中加入多巴胺盐酸盐，敞口下搅拌12h得到PDA溶液，之后再通过与过氧化氢和氢氧化钠混合溶液混合、加热，得到聚多巴胺纳米点（PDANDs）溶液；

步骤四：将所述步骤一中所得的PVA溶液、所述步骤二中所得的PVP溶液和步骤三中所得的聚多巴胺纳米点（PDA NDs）溶液按一定体积比例混合均匀；

步骤五：将步骤四中所得混合液的pH调至酸性，加热处理后得到水凝胶；

所述（2）水凝胶电极的制备包括：将制备得到的所述水凝胶，经浇注、裁剪出特定形状作为导电水凝胶层；将所述导电水凝胶层与背衬层通过机械涂布后压合在一起，其中，所述背衬层为无纺布；在导电水凝胶层上覆盖保护膜层，其中，所述保护膜层为聚乙烯薄膜。

7.根据权利要求6所述的透明自粘附导电水凝胶电极的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的质量百分比浓度为20%；所述聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比浓度为40%。