理研開發高耐水透明電極,兼具90%以上透光率與低電阻

 

刊登日期:2026/9/18
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日本理化學研究所組成的國際共同研究團隊開發出可在潮濕環境或水中穩定運作的透明導電奈米膜,具備良好耐水性與生物相容性,可望應用於穿戴式裝置、透明腦表面電極等生醫領域。研究團隊以金屬奈米線與高分子組成「雙相滲流網絡(Biphasic Percolation Network; BIPIN)」,利用高分子填入金屬奈米線間隙並包覆其表面,在維持導電網絡的同時阻隔水與離子滲入。經實證,以膜厚約200奈米,水接觸角達94.6度並浸泡於雨水、海水及磷酸緩衝生理食鹽水(PBS)溶液600分鐘後,電阻增幅僅15.8 ± 5.1%,展現優異耐水性。此外,片電阻可維持約20 Ω/ sq,可見光穿透率超過90%。
 
在生醫應用方面,研究團隊直接將BIPIN製成皮膚電極並貼附於人體手腕,成功同步量測肌電圖(EMG)與近紅外血管影像。即使在水中改變手腕角度、肌肉活動等條件下,也能穩定取得血管影像與電氣訊號。此外,製作9通道透明腦表面電極,單一電極尺寸為300 × 300微米、整體厚度僅5.5微米,貼附於老鼠大腦皮質後可穩定記錄皮質腦波,連續10天仍維持良好訊號品質。
 
研究團隊表示,高分子相填入金屬奈米線與基板間隙可提升生物組織密合性,而含氟離聚物則能抑制水及氯離子侵入,確保長時間穩定運作。此外,研究團隊也進行了細胞毒性試驗。與標準培養基相比,在BIPIN培養基上培養的細胞存活率為92.77 ± 1.78%,顯示具良好生物相容性。此項研究成果將可望促進透明、軟性及耐水性生醫電子技術發展。

資料來源: https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2608/25/news028.html
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