柔性电子器件或传感器在可穿戴健康监测、可植入医疗设备以及人机交互界面等领域具有广泛的应用。例如，心电图（ECG）是一种最常用的心血管疾病的诊断手段，它能监测到心率失常，心肌梗死等疾病，有助于预防心脏病、中风等，肌电图（EMG）可用于监测神经和肌肉的健康状况，以诊断神经功能障碍或神经对肌肉信号传导问题，脑电图（EEG）可用于监测大脑活动以评估睡眠障碍，脑肿瘤和癫痫等。

在临床上，上述技术采用的电极是Ag/AgCl电极，外表包覆一层水凝胶，该水凝胶可有效降低电极与皮肤之间的阻抗，然而，Ag/AgCl电极本身仍是刚性的，不能很好的贴合皮肤，在测量时容易造成伪影。其次，Ag/AgCl电极通常有效面积较小，电极的大部分被粘合剂或封装材料包围，这些材料对信号收集没有贡献。最后，导电凝胶通常在电极表面相对较短的时间内干燥，并且随着凝胶蒸发，信号质量将逐渐降低。这些问题使得商用Ag/AgCl电极不适合可穿戴和长期动态监测应用。

近日，华盛顿大学的Wang Chuan等人制造了一种柔性海绵电极，可用于长期高质量记录电生理信号。

本文要点：

1）该工作提出了一种低成本和可大规模制备的电极制造方法，该电极具有简单且稳定的结构，主体为多孔PDMS海绵，表面涂敷有导电聚（3，4-乙二氧基噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）层。由于电极内有富含大量微米级孔隙，皮肤和电极之间的有效接触面积大大增加，降低了接触阻抗，提高了测量的信噪比（SNR）。

2）此外，该工作将电极与导电水凝胶进行复合，由于电极的多孔结构，有效降低了水凝胶的干燥时间，使得电极具备长期监测的潜力。最后，该工作测试了ECG和EMG信号，验证了该电极的有效性和优异性。

Li-Wei Lo，et al，Stretchable Sponge Electrodes for Long-Term and Motion-Artifact-Tolerant Recording of High-Quality Electrophysiologic Signals，ACS Nano，2022

DOI：10.1021/acsnano.2c04962

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04962