CN101818372B - 基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法 - Google Patents
基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种生物医学工程技术领域的基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，首先在将需镀铂电极和铂丝辅助电极垂直置入电镀液中并分别接上电源负极和正极，然后施加脉冲电流，并同时开启超声器，最后关闭电源和超声器并取出被镀铂电极用去离子水清洗，得到依附于铂电极上的铂黑镀层。本发明制备所得铂黑，其颗粒直径大大减小，镀层与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且电镀铂黑后的微电极，其交流阻抗大大降低，同时电极电荷注入容量和电荷储存容量大大增加，这有利于降低植入系统功耗，并改善电刺激效果。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种生物医学工程技术领域的铂黑电镀方法，具体是一种基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法。
背景技术
人体的各个动作都是依靠肌肉的运动来控制的，而肌肉是由神经通过神经电来控制。当神经出现障碍如神经切断、神经萎缩等无法控制肌肉时，人体某部位的动作就无法实现。由于肌肉具有压电特性，目前，使用植入式微电极对神经控制的肌肉直接进行电刺激，能使肌肉产生一定变形，从而可以控制人体某部位的动作。其应用包括眼轮匝肌刺激治疗无法闭眼症，面部肌肉刺激治疗面瘫等。
植入式系统在植入体内后往往要数月甚至数年，因此系统功耗至关重要。普通微电极未经过表面修饰，电极交流阻抗较大，并且电荷注入容量也相对较小，不利于电刺激。经过表面纳米修饰的微电极，其有效面积大大增加，可使电极的交流阻抗大大降低，并且电荷注入容量也大大增加，有利于电刺激。
经对现有技术文献的检索发现，Siyang Zheng，Mike Liu等在Nano/Micro Engineered andMolecular Systems，2006.NEMS’06.1st IEEE International Conference on 18-21 Jan.2006 Page(s)：87-91上撰文“Platinum Black Electroplated Impedance Particle Sensor”。(“电镀铂黑的阻抗粒子传感器”纳米/微米工程和分子系统国际会议)。该文中提及的铂黑制备方法是用直流电电镀铂黑，电镀出来的铂黑颗粒直径较大，镀层与基底结合力不好，容易脱落导致失效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，能够使电镀的铂黑颗粒直径大大减小，与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且电镀铂黑后的微电极，其交流阻抗大大降低，同时电极电荷注入容量大大增加，这有利于降低植入系统功耗，并改善电刺激效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：首先将需电镀的铂电极和铂丝辅助电极置入电镀液中，并分别接电源负极和正极，然后将盛有电镀液的电镀槽置入超声波清洗器中，开启超声器，并加载一定波形的脉冲电流若干时间，在被电镀铂电极表面形成颗粒均匀并且细小的铂黑镀层。
本发明包括以下步骤：
第一步、清洗需电镀的铂电极和铂丝辅助电极；
所述的清洗是指用超声波清洗。
第二步、将需电镀的铂电极和铂丝辅助电极垂直放入电镀液中，并分别接电源负极和正极；
第三步、将盛有电镀液的电镀槽放入超声波发生器中，开启超声器并施加的脉冲电流；
第四步、关闭超声器和电源，取出被镀铂电极并用去离子水清洗，得到依附于铂电极表面的铂黑镀层。
与现有技术相比，本发明制备所得的铂黑颗粒直径大大减小，与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且电镀纳米铂后的微电极，其交流阻抗大大降低，同时电极电荷注入容量和电荷储存大大增加，这有利于降低植入系统功耗，并改善电刺激效果。
附图说明
图1为实施例1示意图。
图2为实施例2示意图。
图3为实施例3示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、清洗需电镀铂电极和铂丝辅助电极；
所述的清洗是指用超声波清洗。
第二步、将需电镀铂电极和铂丝辅助电极垂直放入电镀液中，并分别接电源负极和正极；
所述的需电镀铂电极直径为60μm，电极点宽度为60μm。
所述的电镀液是指将3克氯铂酸，0.01克醋酸铅溶于100克水中所得到的溶液。
第三步、将盛有电镀液的电镀槽放入超声波发生器中，开启超声器并施加脉冲电流；
所述的脉冲电流是指占空比为5μs∶500μs，峰值电流密度为2.5A/cm2。
所述的脉冲电流，其时间为3分钟。
第四步、关闭超声器和电源，取出被镀铂电极并用去离子水清洗，得到依附于铂电极表面的铂黑镀层。
实施例2
如图2所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、清洗需电镀铂电极和铂丝对电极；
所述的清洗是指用超声波清洗。
第二步、将需电镀铂电极和铂丝辅助电极垂直放入电镀液中，并分别接电源负极和正极；
所述的需电镀铂电极直径为200μm，电极点宽度为200μm。
所述的电镀液是指将3克氯铂酸，0.01克醋酸铅溶于100克水中所得到的溶液。
第三步、将盛有电镀液的电镀槽放入超声波发生器中，开启超声器并施加脉冲电流；
所述的脉冲电流是指占空比为5μs∶500μs，峰值电流密度为5.5A/cm2。
所述的脉冲电流，其时间为15分钟。
第四步、关闭超声器和电源，取出被镀铂电极并用去离子水清洗，得到依附于铂电极表面的铂黑镀层。
实施例3
如图3所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、清洗需电镀铂电极和铂丝辅助电极；
所述的清洗是指用超声波清洗。
第二步、将需电镀铂电极和铂丝辅助电极垂直放入电镀液中，并分别接电源负极和正极；
所述的需电镀铂电极直径为400μm，电极点宽度为400μm。
所述的电镀液是指将3克氯铂酸，0.01克醋酸铅溶于100克水中所得到的溶液。
第三步、将盛有电镀液的电镀槽放入超声波发生器中，开启超声器并施加脉冲电流；
所述的脉冲电流是指占空比为5μs∶500μs，峰值电流密度为4A/cm2。
所述的脉冲电流，其时间为9分钟。
第四步、关闭超声器和电源，取出被镀铂电极并用去离子水清洗，得到依附于铂电极表面的铂黑镀层。
上述实施例的工艺简单、能够使电镀的铂黑颗粒直径大大减小，与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且电镀铂黑后的微电极，其交流阻抗大大降低，同时电极电荷注入容量大大增加，这有利于降低植入系统功耗，并改善电刺激效果。
Claims (4)
1.一种基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、清洗需电镀铂电极和铂丝辅助电极；
第二步、将需电镀铂电极和铂丝辅助电极垂直放入电镀液中，并分别接电源负极和正极；
第三步、将盛有电镀液的电镀槽放入超声波发生器中，开启超声器并施加脉冲电流；
第四步、关闭超声器和电源，取出被镀铂电极并用去离子水清洗，得到依附于铂电极表面的铂黑镀层。
2.根据权利要求1所述的基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，其特征是，所述的清洗是指用超声波清洗。
3.根据权利要求1所述的基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，其特征是，所述的电镀液是指将3克氯铂酸，0.01克醋酸铅溶于100克水中所得到的溶液。
4.根据权利要求1所述的基于超声辅助的铂黑脉冲电镀方法，其特征是，所述的脉冲电流，其时间为3～15分钟。
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