分会

第四十八分会：纳米碳材料

摘要

近年来，人们对健康检测、个性化治疗和人机界面的兴趣日益浓厚，这推动了可穿戴设备的研究。电子皮肤可以与人体紧密连接，为监测肌肉和认知功能、眼睛和心脏健康以及假肢控制提供新的机遇。并且可穿戴电极材料还可以进行电刺激和电热理疗，达到治疗神经系统疾病的效果。 肌肉疲劳是许多人都经历过的一种常见症状，与疲劳肌肉产生的最大力量减少有关。利用一个表皮电极在不知不觉中诊断肌肉疲劳并恢复肌肉功能是非常需要的，但目前商用电极无法解决汗液状态下电极/皮肤界面稳定性和长时程诊疗功能问题。在此，我们报道了一种一体化、生物衍生、透气性和汗液稳定的过渡金属碳化物（Ti3C2Tx MXene）电极，通过增加孔隙结构来提升汗液离子扩散路径，同时利用Ti3C2Tx MXene的均匀分布增强离子接触界面，最终用于依赖界面耦合和电荷存储的电生理采集和电刺激，实现肌肉功能诊疗。利用多年生草本植物的结构排列和Ti3C2Tx MXene在汗液中的离子交联，Ti3C2Tx MXene基电极具有高透气性，超轻(~ 0.25 mg/cm3)，在各种环境下具有低而稳定的电极-皮肤界面阻抗，有利于长期可靠的肌电图监测。结合在皮肤表面的电刺激和电热治疗，Ti3C2Tx MXene电极可以通过刺激血液循环来诊断肌肉疲劳并恢复肌肉功能。此外，它还可以用于肌肉康复训练和通过人机交互控制假肢。所制备的一体化、生物衍生、透气性和汗液稳定性Ti3C2Tx MXene电极在肌肉疲劳诊疗等日常可穿戴保健方面具有巨大潜力。

关键词

过渡金属碳化物;电极/皮肤界面;肌肉疲劳;诊疗;肌电图

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