对于人体医疗监测和治疗，如何稳定地和高灵敏度地采集生理电信号包括肌电图（EMG）、心电图（ECG）和脑电图（EEG）是十分重要的。其中，用于核心采集功能的生物电极的性能极大地影响了生理电信号的质量。生物电极主要分为湿电极和干电极，其中水凝胶湿电极具有良好的生物相容性、保水性等引起科研人员的广泛关注。

近日，我院台州市医疗器械与先进材料重点实验室的科研团队成功研发构筑了一种新型的纳米粘土增强水凝胶（NEH）湿电极，并成功地将其应用于脑电/心电信号采集，相关成果以题为“A Nanoclay-Enhanced Hydrogel for Self-Adhesive Wearable Electrophysiology Electrodes with High-Sensitivity and Stability”的论文发表在SCI期刊Gels, 2023, 9(4), 323上。

浙江大学工程师学院2021级硕士生王甫帅和海南大学2021级硕士生杨浪为论文共同第一作者，浙江大学台州研究院刘振中副研究员、海南大学马春新研究员（柔性引进专家）和浙江大学刘军副教授为论文共同通讯作者。该工作是依托我院台州市重点实验室的专家力量和科研实验平台，两位硕士生在我院开展科研项目实习期间，在专业导师团队指导下联合攻坚克难完成的。 (a)纳米粘土增强水凝胶双重交联网络构筑及制备流程示意图(b)纳米粘土增强水凝胶自粘电极采集电生理电信号研究表明，这种新型的水凝胶湿电极，通过结合纳米粘土能同时增强力学性能和自粘附性，可以与人体皮肤实现紧密结合，从而实现稳定的皮肤-电极阻抗，有效地抵抗运动干扰，以实现高灵敏度和长期稳定的电生理信号采集。此外，水凝胶中的甘油可以降低失水率，以提高电极的稳定性。这种基于NEH水凝胶和Ag/AgCl电极的湿电极，带有不锈钢扣和背衬垫材料，可以长时间高灵敏度稳定地获取脑电/心电图电生理信号，而没有明显的干扰和不适，可以成为一种优秀的可穿戴自粘检测设备。本项目获得了国家自然基金、浙江省自然基金和台州市科技计划项目的资助。我院台州市医疗器械与先进材料重点实验室的科研团队和在台州培养的研究生，将以该工作为基础，进一步地围绕“电极图案化”、“高性能柔性电极”和“水凝胶电极”等课题继续深入探索，开发出一系列新型的生物传感器件和医疗检测产品。