检索结果-内蒙古大学图书馆

印刷与数字媒体技术研究 2025年第2期 11-19,46页

作者：孙晓娜刘儒平严晨侯兰兰孙志成韩璐北京印刷学院印刷与包装工程学院北京102600

早期的神经微电极多由半导体和金属等刚性材料制成,其生物兼容性差、易引起免疫反应损伤神经组织。水凝胶修饰的神经微电极凭借三维亲水聚合物网络结构、优异的机械性能和良好的生物相容性得到了广泛的应用,且在水凝胶网络结构中填充聚... 详细信息

早期的神经微电极多由半导体和金属等刚性材料制成,其生物兼容性差、易引起免疫反应损伤神经组织。水凝胶修饰的神经微电极凭借三维亲水聚合物网络结构、优异的机械性能和良好的生物相容性得到了广泛的应用,且在水凝胶网络结构中填充聚合物可以提高性能、改善电极/神经组织界面和提升长期稳定性。本文介绍了水凝胶的特性及合成方法,并从生物相容性、电极机械性能和电化学性能以及电极的耐用性和稳定性等方面论述了水凝胶修饰神经微电极性能的影响,最后展望了水凝胶神经微电极未来的发展方向。

关键词：水凝胶神经微电极柔性材料生物相容性电极/神经组织界面

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聚苯胺-碳纳米管涂层的电化学合成及其对神经微电极界面性能的影响

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功能材料 2013年第12期44卷 1787-1791页

作者：张文光吴栋栋李正伟罗云上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

研究提供了一种简易、低成本的方法进行神经微电极的性能改进,来改善神经电极/神经组织的界面特性。采用电化学方法合成导电聚合物聚苯胺PA-NI和PANI-MWCNT(多壁碳纳米管)复合涂层,对神经微电极位点进行表面修饰;对修饰电极的表面形貌... 详细信息

研究提供了一种简易、低成本的方法进行神经微电极的性能改进,来改善神经电极/神经组织的界面特性。采用电化学方法合成导电聚合物聚苯胺PA-NI和PANI-MWCNT(多壁碳纳米管)复合涂层,对神经微电极位点进行表面修饰;对修饰电极的表面形貌与电学性能进行测试,对比分析了MWCNT掺杂对PANI涂层的影响。结果表明,MWCNT掺杂改善了PANI涂层的表面形貌;与PANI修饰电极相比,PA-NI-MWCNT修饰电极界面通过的电荷量提高了近14倍,电学性能稳定性更好,在神经信号相关的1kHz频率处阻抗降低到原来的1/8,PANI-MWCNT复合涂层能更好地提高电极的电学性能。

关键词：神经微电极导电聚合物聚苯胺碳纳米管表面修饰

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聚吡咯涂层的电化学合成及对神经微电极电性能的影响

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化学学报 2011年第4期69卷 477-482页

作者：邓萌汪茫陈红征高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

通过改变掺杂剂种类、反应时间、电流密度等合成条件,在神经微电极表面通过电化学沉积一系列厚度及形貌不同的导电高分子聚吡咯(PPy)涂层.通过X射线光电子能谱及扫描电子显微镜对所得涂层化学组成及形貌进行表征.研究了PPy涂层对神经微... 详细信息

通过改变掺杂剂种类、反应时间、电流密度等合成条件,在神经微电极表面通过电化学沉积一系列厚度及形貌不同的导电高分子聚吡咯(PPy)涂层.通过X射线光电子能谱及扫描电子显微镜对所得涂层化学组成及形貌进行表征.研究了PPy涂层对神经微电极电性能的影响.电化学阻抗谱表明,在神经信号相关的1 kHz频率处,神经微电极阻抗值可降低至原来的1/55.循环伏安曲线表明,随PPy合成时间加长或电流密度提高,电极总电容量随之增大.

关键词：聚吡咯神经微电极电化学阻抗谱循环伏安法

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聚苯胺-二氧化锰涂层的电化学合成及其对神经微电极界面性能的影响

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上海交通大学学报 2014年第2期48卷 199-204页

作者：张文光吴栋栋李正伟罗云上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出了一种简易、低成本的方法进行神经微电极的性能改进,以改善神经电极/神经组织的界面特性.采用电化学方法合成导电聚合物聚苯胺PANI和PANI-MnO2复合涂层,对神经微电极位点进行表面修饰;对修饰电极的表面形貌与电学性能进行测试,对... 详细信息

提出了一种简易、低成本的方法进行神经微电极的性能改进,以改善神经电极/神经组织的界面特性.采用电化学方法合成导电聚合物聚苯胺PANI和PANI-MnO2复合涂层,对神经微电极位点进行表面修饰;对修饰电极的表面形貌与电学性能进行测试,对比分析了MnO2掺杂对PANI涂层的影响.结果表明:MnO2掺杂改善了PANI涂层的表面形貌;与PANI修饰电极相比,PANI-MnO2修饰电极界面通过的电荷量提高了近7倍,电学性能稳定性更好,在神经信号相关的1kHz频率处阻抗降低到原来的1/6,PANI-MnO2复合涂层能更好地提高电极的电学性能.

关键词：神经微电极导电聚合物聚苯胺二氧化锰表面修饰

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多通道柔性神经微电极加工工艺

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光学精密工程 2009年第10期17卷 2465-2472页

作者：邢玉梅惠春徐爱兰李刚赵建龙任秋实上海交通大学生命科学技术学院上海200240 上海大学理学院纳微能源研究所上海200444 上海交通大学微纳科学技术研究院上海200240 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

针对多通道柔性神经微电极的设计及制作,研究了微电极的加工工艺。采用一种新型的柔性聚合物材料——聚对二甲苯(parylene C)作为微电极的基底和绝缘材料,借助微细加工技术,制作了36通道(按6×6矩阵排列)的柔性神经微电极,微电极的... 详细信息

针对多通道柔性神经微电极的设计及制作,研究了微电极的加工工艺。采用一种新型的柔性聚合物材料——聚对二甲苯(parylene C)作为微电极的基底和绝缘材料,借助微细加工技术,制作了36通道(按6×6矩阵排列)的柔性神经微电极,微电极的尺寸分别为Φ150μm(圆形)和150μm×150μm(方形),电极引线线宽为30μm。无论微电极为圆形或方形,表面均平整光滑、轮廓清晰。电学性能测试结果表明,1 kHz时微电极的阻抗仅为7 kΩ左右,且随着频率的增加,阻抗逐渐降低,呈明显高通特性。微电极加工质量较好,电学性能优良,实现了微电极和柔性基底的集成,有利于高效率批量制作,为视觉假体中柔性神经接口的研制奠定了基础。

关键词：神经微电极柔性基底聚对二甲苯微细加工

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基于CMOS工艺的抗光噪声神经微电极

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半导体光电 2018年第5期39卷 671-674页

作者：王飞张雪莲裴为华陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083 中国科学院大学北京100049 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200000

为了减小神经电极的宽度,提高电极在光照下的抗噪声干扰能力,提出了一种基于0.18μm CMOS工艺的抗光噪声神经微电极。采用CMOS的多层布线代替传统电极导线的单层排布,并将电极衬底接地以有效减小光噪声。阐述了基于CMOS工艺的神经电极... 详细信息

为了减小神经电极的宽度,提高电极在光照下的抗噪声干扰能力,提出了一种基于0.18μm CMOS工艺的抗光噪声神经微电极。采用CMOS的多层布线代替传统电极导线的单层排布,并将电极衬底接地以有效减小光噪声。阐述了基于CMOS工艺的神经电极结构设计、制备过程与结构表征,并对所制备的神经电极进行了电化学阻抗测试和光噪声测试。该神经电极宽度仅为70μm,实验证明:1kHz频率下电极的阻抗一致性好,且在1mW/mm2的光遗传常用光辐照下,该电极的噪声电压仅为0.07~0.08mV,远低于传统硅电极12~13mV的噪声幅值。结果表明,基于CMOS工艺的神经电极抗光噪声能力远优于传统硅电极,对硅基微电极在光遗传中的应用具有重要意义。

关键词： CMOS工艺神经微电极光噪声电极宽度

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植入式硅神经微电极的发展

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科技导报 2018年第6期36卷 77-82页

作者：裴为华中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心中国科学院大学未来技术学院

神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况,以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式神经微电极作为一种传感器件,是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一。介绍了国内外几种主要的植入式硅基神经微电极的结构特... 详细信息

神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况,以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式神经微电极作为一种传感器件,是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一。介绍了国内外几种主要的植入式硅基神经微电极的结构特点、制备方法和性能特点。分析表明,未来通过不断结构优化和改性修饰,特别是在高通量的神经记录方面,通过与同样基于硅材料的电路的集成,硅神经微电极能够进一步提高生物相容性,解决大规模的电极通道体内外传输与连接问题,实现对神经元的在体大规模长时间记录。

关键词：神经微电极微丝电极阵列体硅微电极薄膜硅微电极

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导电聚吡咯复合材料的制备及其神经微电极修饰

导电聚吡咯复合材料的制备及其神经微电极修饰

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作者：邓萌浙江大学

学位级别：博士

植入式神经探针是指能够测量单个神经元细胞的生物电势并能从外部对神经细胞进行电刺激的微电极阵列,是近二十年来随医学、材料学和微电子机械系统技术发展而产生的新兴科学成果,对多种脑部疾病的治疗有着重要的意义。目前植入式探针发... 详细信息

植入式神经探针是指能够测量单个神经元细胞的生物电势并能从外部对神经细胞进行电刺激的微电极阵列,是近二十年来随医学、材料学和微电子机械系统技术发展而产生的新兴科学成果,对多种脑部疾病的治疗有着重要的意义。目前植入式探针发展所面临的一个挑战是微电极与细胞界面阻抗过大,从而引起电信号的衰减,影响探针的长期性能。通过在微电极表面构筑一层具有低阻抗、高电荷注入和良好生物相容性的导电高分子修饰层,可以提高探针的长期稳定性。本论文以导电聚吡咯对象展开研究工作,旨在通过简单、经济的手段合成性能符合需求的神经微电极修饰层,研究合成条件对修饰后微电极的性能影响,探索可用于神经微电极修饰的新型复合材料。论文的第一章综述了导电高分子聚吡咯及其复合材料的研究进展,介绍了聚吡咯在传感器方面的应用。论文的第二章以吡咯单体为原料,使用了聚苯乙烯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠两种掺杂剂,改变电化学聚合条件,分别在表面带有铂层的硅片和神经微电极上电化学沉积了菜花状、紧密堆积的空心球体、圆盘状及牙膏状的一系列导电聚吡咯涂层。讨论了对离子种类、吡咯单体浓度及聚合过程沉积电量密度等参数对聚吡咯涂层的形貌及修饰后微电极电化学性能的影响,通过电化学阻抗谱和循环伏安测试发现经聚吡咯修饰后的微电极在1 kHz处的阻抗比未经修饰的微电极降低了3个数量级,充电容量密度可提高至250倍。我们还通过小鼠海马神经元细胞培养研究了聚吡咯涂层的生物相容性。论文的第三章以吡咯单体和氧化石墨烯片层为原料,使用了聚苯乙烯磺酸钠和1,5-萘二磺酸两种掺杂剂,改变电化学反应条件,采用简单的一步电化学法在导电玻璃表面合成了一系列聚吡咯/氧化石墨烯复合膜。通过红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、热重分析和场发射扫描电镜等手段,对制备的复合材料进行了结构和形貌的表征。讨论了电化学合成方法、对离子种类及浓度、聚合过程沉积电量密度等参数对聚吡咯涂层形貌的影响。在实验研究的基础上,结合文献讨论了聚吡咯／氧化石墨烯复合材料的电化学共沉积过程及反应机理。并进一步制备了固定葡萄糖氧化酶的聚吡咯／氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极,初步探索了复合膜作为葡萄糖酶电极的应用。论文的第四章是在第三章的基础上,利用氧化石墨烯片层与吡咯阳离子自由基及聚吡咯之间的静电作用力,采用电化学方法直接在神经微电极表面合成了具有粗糙表面及聚吡咯包裹氧化石墨烯片层的三明治鼓包结构的聚吡咯/氧化石墨烯复合涂层。讨论了聚合过程沉积电量密度、对离子浓度及氧化石墨烯含量等参数对聚吡咯/氧化石墨烯涂层形貌的影响,通过改变电化学反应条件调控了修饰后微电极的电性能。聚吡咯/氧化石墨烯涂层修饰的微电极在1 kHz处的阻抗小于未经修饰微电极阻抗的10%,微电极的充电容量密度也相应地提高了2.5个数量级,且复合材料修饰微电极的电性能比单纯聚吡咯修饰的微电极也有所提高。

关键词：电化学聚合聚吡咯氧化石墨烯神经微电极循环伏安电化学阻抗谱导电高分子复合材料

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植入式柔性神经微电极的互连方法

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功能材料与器件学报 2010年第5期16卷 471-478页

作者：周亮朱壮晖张华周洪波孙晓娜李刚赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 中国科学院研究生院北京100039

为了实现植入式柔性神经微电极与外部记录或刺激装置的有效、可靠连接,本文提出了一种基于通孔电镀的植入式柔性神经微电极互连方法。该方法首先制作具有通孔结构的柔性互连膜,并将其通孔与待连接的植入式微电极焊接位点对准贴合,然后... 详细信息

为了实现植入式柔性神经微电极与外部记录或刺激装置的有效、可靠连接,本文提出了一种基于通孔电镀的植入式柔性神经微电极互连方法。该方法首先制作具有通孔结构的柔性互连膜,并将其通孔与待连接的植入式微电极焊接位点对准贴合,然后电镀生长导通金属,从而实现与待连接的植入式器件的柔性连接。最后本文通过SEM观察、电学性能测试、机械强度测试以及生物兼容性测试等手段对此互连方法的焊接效果进行了评价。测试结果表明本文提出的柔性微电极互连方法具有很好的可靠性和稳定性。

关键词：柔性基底神经微电极电镀互连

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柔性神经微电极的研究

柔性神经微电极的研究

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作者：周洪波中国科学院上海微系统与信息技术研究所

学位级别：博士

人类认知世界所需信息的90％来自于视觉。然而，全球有4500万盲人。发展视觉假体，通过视觉修复技术，有望为盲人开辟一条复明的途径。在视觉假体中，神经电极是外界仪器与神经组织之间的“桥梁”，其性能直接影响神经电刺激或记录的质... 详细信息

人类认知世界所需信息的90％来自于视觉。然而，全球有4500万盲人。发展视觉假体，通过视觉修复技术，有望为盲人开辟一条复明的途径。在视觉假体中，神经电极是外界仪器与神经组织之间的“桥梁”，其性能直接影响神经电刺激或记录的质量及效果。本论文围绕柔性神经微电极开展了较为系统的研究，主要内容如下：\n 1.系统地介绍了神经微电极的发展历程及研究现状。针对刺激视网膜的具体需求，选定柔性微电极作为论文的主要研究方向。\n 2.选定聚酰亚胺(Polyimide，PI)聚合物材料为柔性微电极的结构材料，完善了基于聚酰亚胺的MEMS加工工艺参数。\n 3.针对视网膜刺激的需求，论文设计了一款平面柔性微电极，该微电极具有16通道，单个电极位点为100×100μm2。在平面柔性微电极的制作过程中，提出了一种凹槽结构及阳极电化学腐蚀牺牲层技术。从力学、电学、生物兼容性、动物植入实验等方面对电极进行了测试。\n 4.从改善微电极的刺激效果入手，论文设计了一款三维凸起电极。该电极的电极位点呈金字塔状，可有效地与目标组织接触。在该电极的制作过程中，论文改进了微模具技术及阳极电化学腐蚀牺牲层技术，此两项技术的结合成功地在三维微结构表面上实现了图形化的金属层。此项技术也可推广到聚合物三维结构表面金属化加工等领域。\n 5.从改善微电极的空间分辨率入手，论文设计并制作了一款双面电极。采用局部键合技术及牺牲层技术实现了电极薄膜的翻转，通过一种凹槽结构定义双面微电极的外形轮廓。整个工艺流程简易，成品率高。\n 6.为降低微电极的界面阻抗，论文设计并制作了一种新颖的纳米微电极。该纳米电极的电极位点表面上集成有纳米金柱阵列，有效地将微电极的界面阻抗降低了约25倍。此项工作将促进微电极进一步向微型化方向发展。在该电极的制作过程中，采用了一种局部多孔氧化铝技术，结合电子束蒸发工艺成功地在多孔氧化铝模板内合成了纳米金柱结构。整个工艺流程只需要一次金属沉积、三次光刻，流程简易，通用性强。\n 目前，神经假体在我国还处在初步发展阶段，相信本论文的研究工作将会促进我国在神经假体及神经工程等方面的发展。

关键词：柔性神经微电极视觉假体聚酰亚胺神经微电极视觉修复

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