自制“橡皮泥”可讀取人體電信號

科技日報北京9月22日電（記者張佳欣）據發表在最新一期《設備》雜志上的論文，美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校研究人員展示了一種自制的、能讀取大腦、心臟、肌肉和眼部活動信號的“橡皮泥”。這種“橡皮泥”是一種“柔性電路”材料，具備導電性能，有望催生經濟高效的柔性生物識別傳感器。

柔性電路可用作人體皮膚上的可穿戴電極。圖片來源：論文資深作者、生物醫學工程助理教授德米特里·基列夫

這種導電的柔性電路是由面粉、水、鹽、發酵粉和植物油制成的，鹽是其具有導電性的關鍵。

研究人員使用這種柔性電路作為接口，測量電力或人體生物電勢。結果發現，與市面上的凝膠電極相比，這些柔性電路能有效捕捉了各種電生理測量值，如用于記錄大腦活動的腦電圖（EEG）、記錄心臟跳動的心電圖（ECG）、用于跟蹤眼球運動的眼電圖（EOG）以及用于記錄肌肉收縮的肌電圖（EMG）。

論文資深作者、生物醫學工程助理教授德米特里·基列夫解釋說，就測量質量而言，判斷一種電極材料是否優于另一種指標是阻抗。電極與組織之間的阻抗越低，兩者之間的導電性就越好，測量生物電勢的能力也就越強。

研究發現，柔性電路電極的阻抗與市售凝膠電極相當，并且比另一種對比電極性能好兩倍。

基列夫介紹了這種材料的幾大優勢。首先是成本，如果用預制黏土，每個電極的成本僅為1美分左右，而普通電極的平均成本在0.25—1美元之間。

此外，這種材料還有彈性，可以多次成型，重復使用，貼合皮膚輪廓，還可以添加更多黏土使其變大，斷裂了可以輕松再連接。其他類似的最先進的可穿戴生物電子產品由碳納米管、石墨烯、銀納米線和有機聚合物制成。雖然這些材料導電性高，但價格昂貴，難以處理或制造，多為一次性使用且易碎。

而且，這些材料還可作為一種兒童玩具，通過連接電源為藝術品添加燈光，以此方式教授孩子們電路知識。如果有需要，在家中或實驗室里就能制作這種材料。

面粉、水、鹽、發酵粉、植物油……看到這些“食材”，你可能會聯想到某種美食。令人意外的是，科研人員竟然將它們制作成可用于生物識別傳感器的柔性電路，真是腦洞大開！通常來說，柔性電子產品以可彎曲、折疊或拉伸的金屬、高分子聚合物等為材料，能夠很好地貼附在人體皮膚上。上述研究成果圍繞柔性電子材料進行大膽創新，為柔性電子技術的發展帶來新思路。

（原標題：自制“橡皮泥”可讀取人體電信號 或將催生新柔性生物識別傳感器）