2月14日,中国科学院深圳先进技能研讨院联合深圳大学团队在《先进功用资料》期刊宣布最新研讨成果,开发了一种简略的电化学加工技能,在常温常压下即可制备高功用MXene/PDA复合电极,为构筑新一代高功用生物电子界面供给了新战略。
抱负的生物电子界面一般要求生物电极满意低界面阻抗、优异的长时间安稳性和生物安全性等实践要求,引进生物友爱型纳米资料以添加有用外表积和相应的电化学功用是近年来常用的外表处理战略之一。现在的技能仍首要依赖于贵重的资料和制作计划,没办法完成大批量、规模化出产,严峻约束了实践运用。
MXene是一类新的二维过渡金属碳化物/氮化物,与基底的粘附强度较低,一般将其作为掺杂成分之一或作为导电油墨,然后经过滴涂、旋涂、印刷等办法加工成所需的电极。现在的生物电子,特别是大多数植入式器材,仍然运用金属基材作为导体。大多数关于原位堆积制备MXene电极的研讨都会集在电催化等工业运用上,且大多选用碳资料作为衬底。
对此,研讨人员开发一种低本钱、温文的原位制备办法(常温常压、低电压、快速堆积),在金属衬底上取得安稳牢靠的MXene复合生物电极,使其兼备高电化学功用(低阻抗、高电荷存储才能)和优异的光热/光电、生物功用,可普适于功用化生物电子接口。
团队在前期基础上,选用循环伏安法堆积法在金属衬底上制备了PDA(聚多巴胺)粘附层,然后选用电泳堆积工艺在PDA层上制备MXene功用涂层,所得到的MXene/PDA复合电极具有较低的电化学阻抗,阴极电荷存储才能约为未润饰基底的140倍,电荷注入才能也明显添加。
该复合电极在经过1亿屡次电脉冲影响和1000次CV(循环伏安法)周期的接连电影响下仍表现出优异的电化学安稳性。别的,该复合电极在近红外激光照射下具有高效且快速的光热呼应。以及具有优异的光电化学活性,其光电流呼应程度比裸电极高出近40倍,表现出优异的光电化学检测功用。
因为优异的生物相容性,MXene/PDA复合生物电极也有望减轻神经系统并发症,这对植入式和其他生物医学运用具有较大吸引力。最重要的是,经过该战略制备的复合电极大幅度的降低了本钱,其他金属衬底,如钛、不锈钢等,也可选用相似的办法用MXene/PDA复合资料进行表界面润饰,具有较强的普适性。