【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及神经电极领域，具体涉及一种液态金属导体的制备方法。
技术介绍
1、神经电极是连接外部设备与神经组织的关键接口，通过神经电极可以对人体电生理信号进行检测分析，并且神经电极也可以作为神经修复的材料，神经电极也是脑机接口领域的研究重点。微丝神经电极是目前电生理信号记录领域使用最为广泛的侵入式神经电极，一般是采用直径小于100μm的金、铂、铱等金属微丝制作而成，并在其表面包裹一层封装绝缘层，裸露的电极末端与神经细胞或组织接触，记录神经元的动作电位或局部场电位。但是上述金属微丝神经电极在长期植入过程中极易产生机械性损伤，并且金属微丝神经电极柔性神经组织之间存在巨大的杨氏模量差异，影响神经信号的检测质量和灵敏度。
2、采用液态金属制备的柔性微丝神经电极可以解决上述缺点，液态金属是一种在常温下呈液态，可流动的无毒或低毒性的金属，室温液态金属兼具了传统金属的高导电性、导热性和流体的低粘度和流变特性，因此被广泛用于热传导、热对流和柔性可穿戴电子设备领域。液态金属神经电极具有良好的导电性能。灵敏度高、可实现精确的检测和控制。并且液态金属神经电极是柔性电极，对人体组织损伤较小，电极生物相容性好，炎症反应小，可长期植入。
3、然而，目前已有的液态金属神经电极有如下缺陷：人体神经纤维直径范围为0.1μm～100μm，但是由于液态金属表面张力大，难以制备更细的神经电极，因此目前可以制备得到的液态金属神经电极直径均大于10μm，无法获得直径0.1μm～10μm的液态金属神经电极。并且现有的液态金属神经电极的制备方法依赖高
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种液态金属导体的制备方法，以解决现有技术中难以制备极细液态金属神经电极的问题。
2、上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：
3、一种液态金属导体的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1)制备中空外壳，并向中空外壳中填充电解液；
5、步骤2)将所述中空外壳的一端的电解液与液态金属接触，并将液态金属连接电源负极；所述中空外壳另一端的电解液连接电源正极；
6、步骤3)通过电源正极和电源负极向液态金属和电解液通电，液态金属填充进中空外壳内部，得到液态金属导体。
7、可选的，所述中空外壳为绝缘材料制成的中空纤维。
8、可选的，所述步骤1)中在填充电解液前，对中空外壳内壁进行改性处理。
9、可选的，所述改性处理为在中空外壳内壁上修饰磷酸基团、羧酸基团中的至少一种。
10、可选的，所述改性处理包括：将中空外壳浸入改性剂溶液中，浸泡2～4小时后取出；
11、所述改性剂溶液为10～30wt％的磷酸、乙酸、丙酸溶液中的至少一种。
12、可选的，改性处理在室温下进行。
13、可选的，所述电解液为nacl、kcl、naoh、naf中的至少一种的水溶液，所述电解液的浓度为0.1～1mol/l。
14、可选的，所述中空外壳可以采用同轴静电纺丝法、3d打印或光刻机等方法制成。优选采用同轴静电纺丝法制成。
15、可选的，所述中空外壳采用pcl(聚己内酯)，tpu(热塑性聚氨酯弹性体)，plga(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)，pdms(聚二甲基硅氧烷)，明胶，丝素蛋白中的至少一种制成。
16、可选的，所述中空外壳的外径为0.01μm～300μm；内径为0.003μm～250μm。
17、可选的，所述液态金属选自镓、镓铟合金、镓铟锡合金中的至少一种。
18、可选的，所述液态金属的熔点为15℃～37℃。熔点在此区间可便于实现软硬调节。
19、可选的，所述方法还包括如下步骤：
20、将制备得到的液态金属导体平行排列，并封装在一起，得到液态金属薄膜。
21、可选的，所述封装方式为将平行排列的液态金属导体粘结在一起。粘结的材料与制备中空外壳所用的材料相同。
22、可选的，所述电源正极和电源负极之间的电压为0.1v～5v。
23、本专利技术还提出了上述液态金属导体的制备方法制备得到的液态金属导体；
24、所述液态金属导体包括液态金属电极、液态金属导线、液态金属薄膜中的至少一种。
25、本专利技术还提出了上述液态金属导体在植入式神经电极、脑机接口、神经刺激设备、可穿戴设备中的应用。
26、本专利技术具有如下的有益效果：
27、本专利技术通过电流控制液态金属进入并且填充中空外壳，可以制备出极细的液态金属神经电极，电极直径可以低至0.1μm，填补了目前0.1μm～10μm范围的神经电极的空白，并且制备过程中简单快捷，便于量产液态金属电极。此方法不但可以制作极细的液态金属电极，也可以制作液态金属导线，或向中空的薄膜中填充液态金属，制成液态金属薄膜。
28、本专利技术中中空外壳内壁经过磷酸基团或羧酸基团的改性处理，内壁上的改性基团可以使液态金属与内壁更好的进行结合，使液态金属的填充更加充分，排净中空外壳中的空气或液泡。
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1.一种液态金属导体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中在填充电解液前，对中空外壳内壁进行改性处理；
3.根据权利要求2所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述改性处理包括：将中空外壳浸泡在改性剂溶液中进行反应；
4.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述电解液为NaCl、KCl、NaOH、NaF中的至少一种的水溶液，所述电解液的浓度为0.1～1mol/L。
5.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述中空外壳为通过同轴静电纺丝法制备得到。
6.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述中空外壳采用PCL，TPU，PLGA，PDMS，明胶，丝素蛋白中的至少一种制成。
7.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述中空外壳的外径为0.01μm～300μm；内径为0.003μm～250μm；
8.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其
9.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：将制备得到的液态金属导体平行排列，并封装在一起，得到液态金属薄膜。
10.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述电源正极和电源负极之间的电压为0.1V～5V。
11.权利要求1～10中任一项所述的液态金属导体的制备方法制备得到的液态金属导体。
12.权利要求11所述的液态金属导体在植入式神经电极、脑机接口、神经刺激设备、可穿戴设备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种液态金属导体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中在填充电解液前，对中空外壳内壁进行改性处理；
3.根据权利要求2所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述改性处理包括：将中空外壳浸泡在改性剂溶液中进行反应；
4.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述电解液为nacl、kcl、naoh、naf中的至少一种的水溶液，所述电解液的浓度为0.1～1mol/l。
5.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述中空外壳为通过同轴静电纺丝法制备得到。
6.根据权利要求1所述的液态金属导体的制备方法，其特征在于，所述中空外壳采用pcl，tpu，plga，pdms，明胶，丝素蛋白中的至少一种制成...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭弘儒，王炜，于海华，朱一超，周梦荃，
申请(专利权)人：北京联控前瞻技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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