Une nouvelle stratégie de revêtement améliore les performances des électrodes neurales


Une nouvelle stratégie de revêtement améliore les performances des électrodes neurales

Représentation schématique de l’application. Crédit photo : SIAT

Des dispositifs invasifs et implantables ont été utilisés dans des prothèses neurales pour diagnostiquer ou traiter des maladies. Les électrodes neurales sont un pont important entre les tissus internes et les dispositifs externes.

Récemment, l’équipe du professeur Wu Tianzhun de l’Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l’Académie chinoise des sciences a proposé de qui peut améliorer les des électrodes neurales.

L’étude a été publiée dans Interfaces matérielles étendues comme couverture avant.

La miniaturisation et l’intégration des électrodes neurales permettront une plus grande efficacité de la stimulation/enregistrement électrique en pratique clinique. Cependant, à mesure que la taille de l’électrode diminue, l’impédance interfaciale est extrêmement élevée, ce qui réduit considérablement sa capacité de stockage et d’injection de charges et limite ainsi son application pratique.

Sur la base des considérations ci-dessus, le groupe du professeur Wu, dans ses travaux antérieurs, a développé des nanomatériaux de platine (Pt) et d’ (Ir) pour améliorer efficacement les performances électriques et l’efficacité de la stimulation en raison de leurs excellentes propriétés électriques et catalytiques ainsi que de leur stabilité et biocompatibilité supérieures.

Dans cette étude, les chercheurs ont développé un nanocristal de Pt en forme de fleur avec une surface extrêmement grande en tant que couche intermédiaire pour enrichir un faible IrO.X avec une adhérence améliorée montrant un effet multiplicateur.

Par rapport à une électrode nue en Pt de même taille, l’impédance est IrOXLa microélectrode enrobée de fleur de /Pt à 1 kHz est tombée à 2 kΩ, avec une réduction de 94,23 %. La capacité de stockage de charge cathodique et la capacité d’injection de charge correspondantes se sont avérées être de 202,75 ± 2,18 mC × cm. élevé-2 et 6,53 ± 0,16 mC x cm-2, respectivement.

IrOX La couche adhère fermement aux nanocristaux de Pt et montre une stabilité chronique robuste sous stimulation électrique continue pendant 1 × 108e Cycles.

D’autres candidats tels que les nanostructures de Pt nanocone et de Pt Sheet combinés avec la même teneur en IrOX ont également démontré des performances électriques significativement améliorées pour les électrodes neurales.

Remarquablement, les revêtements produits de cette manière ont montré une bonne sécurité biologique et une activité électrocatalytique prometteuse contre une réaction de dégagement d’oxygène dans 0,5 MH2DONC4e.

IrOX aidé la pente Tafel du bloom de Pt de 162,9 mV × déc. réduire-1 jusqu’à 41,1 mV × déc-1 drastique, également avec une excellente durabilité selon le test de chronoampérométrie.

De plus, après 48 heures de culture, la couverture surfacique d’Escherichia coli est sur IrOX/ L’électrode en fleur de Pt était beaucoup plus basse que l’électrode plane en Pt, confirmant sa capacité antibactérienne potentielle.

« La stratégie peut être appliquée aux interfaces neurales, à l’oxydation de l’eau, à la pollution antibiologique et devrait être utilisée dans la bioélectronique flexible et le stockage d’énergie tels que les prothèses neurales, les électrodes de stimulation/enregistrement efficaces et les biocapteurs et d’autres applications pratiques », a déclaré le Dr. Zeng Qi, l’auteur principal de cette étude.


La nouvelle stratégie proposée fournit des électrodes neuronales flexibles intelligentes à haute efficacité


Plus d’information:
Qi Zeng et al., Platinum Nanocrystal soutenu par une faible teneur en iridium pour des électrodes flexibles à haute performance : applications aux interfaces neuronales, à l’oxydation de l’eau et à la contamination antimicrobienne, Interfaces matérielles étendues (2021). DOI : 10.1002 / admi.202100965

Fourni par l’Académie chinoise des sciences

Citation: Une nouvelle stratégie de revêtement améliore les performances des électrodes neuronales (2021, 15 novembre), consulté le 15 novembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-11-coating-strategy-neural-electrodes.html

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