目前,性能最好的電極包括一個(gè)與皮膚接觸的導(dǎo)電銀盤。由于該圓盤不是非常柔軟或有彈性,它不能很好地適應(yīng)皮膚的輪廓--這意味著它佩戴起來可能不舒服,而且如果病人不保持相對(duì)靜止,它很可能會(huì)脫落。此外,涂在它和皮膚之間的導(dǎo)電凝膠很快就會(huì)變干,如果不經(jīng)常重新涂抹,就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。
在副教授王川的領(lǐng)導(dǎo)下,圣路易斯華盛頓大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)著手開發(fā)一種成本更低、更舒適、粘附性更好的替代品,其性能至少與現(xiàn)有電極一樣好。為了做到這一點(diǎn),他們把目光投向了普通的商店購買的方糖。
每個(gè)方糖最初被塑造成所需電極的形狀,然后被浸入一種被稱為聚二甲基硅氧烷(PDMS)的液體聚合物中兩小時(shí)。該液體被重新塑造的立方體吸收,進(jìn)入糖粒之間的微小空間。
一旦一個(gè)三小時(shí)的熱爐固化過程將液體聚合物轉(zhuǎn)化為有彈性的固體,熱水被用來溶解糖,只留下一個(gè)海綿狀的多孔PDMS矩陣。在用氧等離子體和乙二醇處理后,該海綿被浸入另一種聚合物--一種導(dǎo)電的聚合物--形成一層薄膜,覆蓋在微小的孔隙上。
在烤箱中再進(jìn)行一次處理后,導(dǎo)電海綿就被接上了線,可以作為電極使用。在對(duì)人類患者進(jìn)行的測(cè)試中,發(fā)現(xiàn)該設(shè)備比傳統(tǒng)的剛性金屬電極更符合和粘附在皮膚上。更重要的是,其許多微孔的表面積增加,使得電信號(hào)更強(qiáng),噪音更小。
作為一個(gè)額外的好處,由于海綿可以容納大量的導(dǎo)電凝膠,凝膠不會(huì)像傳統(tǒng)電極下面的薄層那樣迅速干涸。此外,海綿較厚的凝膠層還被發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)像減震器,允許電極在佩戴者移動(dòng)時(shí)與皮膚保持電接觸。
人們希望,一旦進(jìn)一步發(fā)展,海綿電極可以用于需要病人進(jìn)行身體活動(dòng)的醫(yī)療檢查,此外,它們甚至可以由病人在自己家里長期佩戴。