CN106419895A - 一种基于液态金属的体表电极及其快速制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于液态金属的体表电极，包括液态金属液滴、电极线以及固封胶液体金属液滴作为电极材料与皮肤直接接触；固封胶涂抹在液态金属液滴的表面，用于将液态金属液滴固定在皮肤表面；电极线一端插入液态金属液滴中，另一端与后级的检测设备连接，其快速制备方法，首先使用注射器将液态金属液滴滴加在皮肤表面；然后将固封胶涂抹在液态金属液滴表面，并将电极线插入到液态金属液滴中；等待固封胶固化后，液态金属液滴即固定在皮肤表面；该体表电极的优势在于利用液态金属的流动性和导电性，使电极与皮肤完全接触，从而大大改善电极的界面特性，并且可以在皮肤表面快速制备各种形状和尺寸的体表电极。

Description

一种基于液态金属的体表电极及其快速制备方法
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，涉及一种体表电极的制备方法，特别涉及一种基于液态金属的体表电极及其快速制备方法。
背景技术
生物体内存在各种生物电信号，反映了生物体的健康状况。一般而言，生物电信号往往通过位于体表或体内的生物电极采集得到。生物体内的电流是离子导电，而电极和检测仪器中的电流是电子导电，生物电极将生物体内的离子导电转换为相对应的电子导电。人体的皮肤相当于离子的半透膜，具有一定的电位差，金属和皮肤在电解液环境中通过氧化还原反应实现离子导电到电子导电的转化。传统的固体体表电极由电极片和导电膏组成，电极片用于传导电信号，导电膏提供电解液环境。由于电极片多为片状金属，其形状和尺寸固定不变，因而这种电极与表面形状凹凸不平的皮肤不能完全配合，而且电极片的尺寸也不能随贴附位置的变化而改变。
液态金属是一类熔点较低的合金，如镓基合金、铟基合金、铋基合金等。这种合金材料具有良好的导电性和较低的熔点，因而在柔性电子、可变形机器研究等方面有着广阔的应用前景。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于液态金属的体表电极及其快速制备方法，利用液态金属的流动性和导电性，将液态金属液滴作为电极导电介质，使其与形状不规则的皮肤接触，提高电极的界面导电能力，而且通过改变液态金属液滴的尺寸，可以任意控制电极的贴附面积和电极形状，从而适应各种应用场合。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于液态金属的体表电极，包括液态金属液滴1、电极线2以及固封胶3，所述的液体金属液滴1作为电极材料与皮肤4直接接触；所述的固封胶3涂抹在液态金属液滴1的表面，用于将液态金属液滴1固定在皮肤4表面；所述的电极线2一端插入液态金属液滴1中，另一端与后级的检测设备连接。
所述液态金属液滴1所用的液态金属是在常温下保持液态的一类金属或合金材料，如镓基合金、铟基合金、铋基合金等。并可进行过金属表面修饰的合金材料，如氧化处理等。
所述固封胶3所用材料是具有粘性的橡胶或塑料材料，如传统的导电胶、有机胶水等。
本发明还提供了所述基于液态金属的体表电极的快速制备方法，首先使用注射器将液态金属液滴1滴加在皮肤4表面；然后将固封胶3涂抹在液态金属液滴1表面，并将电极线2插入到液态金属液滴1中；等待固封胶3固化后，液态金属液滴1即固定在皮肤4表面。
在皮肤4表面滴加多个液态金属液滴1，连接形成特定的图案，如丝状电极、电感线圈等。
与现有技术相比，本发明提出了一种基于液态金属的体表电极快速制备方法。该体表电极的优势在于利用液态金属的流动性和导电性，使电极与皮肤完全接触，从而大大改善电极的界面特性，并且可以在皮肤表面快速制备各种形状和尺寸的体表电极。
附图说明
图1是本发明所述的基于液态金属的体表电极结构示意图。
图2是本发明所述的基于液态金属的体表电极的制备方法。
图3是本发明实施例所述的液态金属体表线电极。
图4是本发明实施例所述的液态金属体表电感线圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。值得注意的是此处描述的具体实施方式仅对于本发明进行说明和解释，并不对本发明进行限制。
参考图1，基于液态金属的体表电极主要包括三部分：液态金属液滴1、电极线2、固封胶3。液体金属液滴1滴加在皮肤4表面，与皮肤4直接接触；固封胶3涂抹在液态金属液滴1的表面，用于将液态金属液滴1固定在皮肤4表面；电极线2一端插入液态金属液滴1中，另一端与后级的检测设备连接。
参考图2，液态金属体表电极的制备方法如下：首先使用注射器将液态金属液滴1滴加在皮肤4表面；然后将固封胶3涂抹在液态金属液滴1表面，并将电极线2插入到液态金属液滴1中；等待固封胶3固化后，液态金属液滴1即固定在皮肤4表面。
参考图3，液态金属体表线电极由线状液态金属液层5、电极线2、固封胶3组成。在制备过程中，首先用注射器在皮肤4表面等间距滴加多个液态金属液滴1，再使液态金属液滴1彼此连接，最终形成线状金属液层5，最后使用固封胶3固定，并插入电极线2。
参考图4，液态金属体表电感线圈由线圈状液态金属液层5、电极线2、固封胶3组成。线圈状液态金属液层5由多个液态金属液滴1相互连接形成，然后使用固封胶3固定，并插入电极线2。
本发明的使用过程：首先使用注射器将适量的液态金属液滴滴加在皮肤表面(使用液态金属的量和形成的电路图案可以根据具体的使用情况而改变)，之后将固封胶涂抹在液态金属液滴的表面，最后将电极线插入到液态金属液滴中。
本发明利用液态金属的流动性和导电性，使电极与皮肤完全接触，从而大大改善电极的界面特性，并且可以在皮肤表面快速制备各种形状和尺寸的体表电极。

Claims (10)

1.一种基于液态金属的体表电极，其特征在于，包括液态金属液滴(1)、电极线(2)以及固封胶(3)，所述的液体金属液滴(1)作为电极材料与皮肤(4)直接接触；所述的固封胶(3)涂抹在液态金属液滴(1)的表面，用于将液态金属液滴(1)固定在皮肤(4)表面；所述的电极线(2)一端插入液态金属液滴(1)中，另一端与后级的检测设备连接。
2.根据权利要求1所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述液态金属液滴(1)所用的液态金属是在常温下保持液态的一类金属或合金材料。
3.根据权利要求2所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述液态金属液滴(1)所用的液态金属为镓基合金、铟基合金或铋基合金。
4.根据权利要求2所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述液态金属液滴(1)所用的液态金属进行过金属表面修饰。
5.根据权利要求4所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述金属表面修饰为氧化处理。
6.根据权利要求1所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述固封胶(3)所用材料是具有粘性的橡胶或塑料材料。
7.根据权利要求6所述基于液态金属的体表电极，其特征在于，所述固封胶(3)所用材料是导电胶或有机胶水。
8.权利要求1所述基于液态金属的体表电极的快速制备方法，其特征在于，首先使用注射器将液态金属液滴(1)滴加在皮肤(4)表面；然后将固封胶(3)涂抹在液态金属液滴(1)表面，并将电极线(2)插入到液态金属液滴(1)中；等待固封胶(3)固化后，液态金属液滴(1)即固定在皮肤(4)表面。
9.根据权利要求8所述基于液态金属的体表电极的快速制备方法，其特征在于，在皮肤(4)表面滴加多个液态金属液滴(1)，连接形成特定的图案。
10.根据权利要求9所述基于液态金属的体表电极的快速制备方法，其特征在于，在皮肤(4)表面滴加多个液态金属液滴(1)，连接形成丝状电极或电感线圈。
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