东京工业大学的藤枝俊宣副教授等人开发出一种可以像装桔子的网袋一样自由伸缩的电极。这种电极薄而柔软，无需使用粘合剂即可贴附在皮肤上。与传统的生物电极相比，它可以长时间佩戴，并且有望应用于开发促进健康管理及测定运动员表现的产品上。
电极可以像装桔子的网袋一样纵向、横向、斜向伸缩（供图：东京工业大学）
可用于癫痫检查及治疗的电极，贴附在模拟大脑的组织上（供图：东京工业大学）
藤枝副教授等人开发的电极可以贴附在皮肤表面，测量肌肉收缩时产生的信号变化。该电极是通过在薄膜橡胶材料上涂覆含有微细碳纳米管材料的导电油墨制成的。
这种电极的伸缩性很强，在各个方向上拉伸约4倍也不会破裂。它易于透水，透湿性约为滤纸的5倍。其厚度仅为几百纳米（1纳米为十亿分之一米），无需粘合剂即可贴附在皮肤上。
传统心电图和肌电测试的检查中使用的凝胶和塑料电极质地较硬且不易透水，因此不适合长时间佩戴。藤枝副教授表示：“新开发的电极就像装桔子的网袋一样，一根根纤维形成的网络能传导电流，并具有伸缩性。”
这种新研发的电极不仅适用于检查，也可用于日常生活中的心电图和脑电波测量等用途。如果能用它研究运动员投球或钢琴家演奏时肌肉的变化，将有助于提升运动或演奏的表现。研究团队正在推动与企业的合作研究，目标是在2～3年内将该电极推向市场。
藤枝副教授等人此前一直致力于开发使用薄膜状橡胶材料，能够贴附在生物体上使用得器件。2023年，他们与横滨市立大学合作开发出了一款用于检查和治疗难治性癫痫的直接贴附在大脑上的电极。
上述用于确定癫痫发作原因部位的电极厚度在几百微米（1微米是百万分之一米）到1毫米之间，而此次新开发的电极厚度仅为几微米。其电路是通过喷墨打印技术，将金纳米颗粒置于薄膜橡胶材料上而制成的。
电极变薄能减少贴附电极检查时因脑压上升导致的恶心等副作用。藤枝副教授表示：“（用橡胶材料）制作超薄薄膜是我们的强项。我们希望利用超薄薄膜开发生物产品。”
原文：《日本经济新闻》、2024/7/9
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：NPG Asia Materials
论文：Ultrathin Skin-Conformable Electrodes with High Water Vapor Permeability and Stretchability Composed of Single-Walled Carbon Nanotube Networks Assembled on Elastomeric Films
DOI：10.1038/s41427-024-00553-9
