東京工業大學的藤枝俊宣副教授等人開發出一種可以像裝桔子的網袋一樣自由伸縮的電極。這種電極薄而柔軟，無需使用粘合劑即可貼附在皮膚上。與傳統的生物電極相比，它可以長時間佩戴，並且有望應用於開發促進健康管理及測定運動員表現的產品上。
電極可以像裝桔子的網袋一樣縱向、橫向、斜向伸縮（供圖：東京工業大學）
可用於癲癇檢查及冶癒的電極，貼附在類比大腦的組織上（供圖：東京工業大學）
藤枝副教授等人開發的電極可以貼附在皮膚表面，測量肌肉收縮時產生的訊號變化。該電極是透過在薄膜橡膠材料上塗覆含有微細奈米碳管材料的導電油墨製成的。
這種電極的伸縮性很強，在各個方向上拉緊伸約4倍也不會破裂。它易於透水，透溼性約爲濾紙的5倍。其厚度僅爲幾百奈米（1奈米爲十億分之一米），無需粘合劑即可貼附在皮膚上。
傳統心電圖和肌電測試的檢查中使用的凝膠和塑膠電極質地較硬且不易透水，因此不適合長時間佩戴。藤枝副教授表示：「新開發的電極就像裝桔子的網袋一樣，一根根纖維形成的網路能傳導電流，並具有伸縮性。」
這種新研發的電極不僅適用於檢查，也可用於日常生活中的心電圖和腦電波測量等用途。如果能用它研究運動員投球或鋼琴家演奏時肌肉的變化，將有助於提升運動或演奏的表現。研究團隊正在推動與企業的合作研究，目標是在2～3年内將該電極推向市場。
藤枝副教授等人此前一直致力於開發使用薄膜狀橡膠材料，能夠貼附在生物體上使用得器件。2023年，他們與橫濱市立大學合作開發出了一款用於檢查和冶癒難治性癲癇的直接貼附在大腦上的電極。
上述用於確定癲癇發作終極因數部位的電極厚度在幾百微米（1微米是百萬分之一米）到1毫米之間，而此次新開發的電極厚度僅爲幾微米。其電路是透過噴墨列印技術，將金奈米顆粒置於薄膜橡膠材料上而製成的。
電極變薄能減量貼附電極檢查時因腦壓擧升導致的噁心等副作用。藤枝副教授表示：「（用橡膠材料）製作超薄薄膜是我們的強項。我們希望利用超薄薄膜開發生物產品。」
原文：《日本經濟新聞》、2024/7/9
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：NPG Asia Materials
論文：Ultrathin Skin-Conformable Electrodes with High Water Vapor Permeability and Stretchability Composed of Single-Walled Carbon Nanotube Networks Assembled on Elastomeric Films
DOI：10.1038/s41427-024-00553-9
