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柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列研究
摘要：
本文介绍了柔性衬底MEMS技术在制备脑电图干电极阵列方面的应用研究。首先介绍了干电极技术的优点和存在的问题，然后介绍了柔性衬底MEMS技术的基本原理和制备过程。接着介绍了作者们采用的具体实验方法和结果展示，包括脑电图干电极阵列的制备工艺流程、形貌表征、电学性能测试和稳定性分析等。最后结合实验结果讨论了柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列的应用前景和存在的问题。本文的研究结果表明柔性衬底MEMS技术可以有效制备脑电图干电极阵列，并且具有优异的电学性能和稳定性，为相关领域的应用研究提供了新思路和方法。
关键词：柔性衬底MEMS技术、脑电图干电极阵列、制备工艺、电学性能、稳定性
正文：
1.引言
脑电图是一种监测脑电活动的非侵入式检测方法，广泛应用于临床医学、神经科学、心理学等领域。传统的脑电图测量技术通常采用贴片电极或插针电极，但这些方法都有其局限性，如干扰信号强度不稳定、易出现伪迹等问题。近年来，干电极技术逐渐成为了脑电图测量中的研究热点，由于没有穿刺肌肉组织，可以减少局部创伤和痛苦。然而，当前市场上的干电极产品仍然存在应力不稳定、信号干扰程度较大等问题，因此仍有待进一步研究和发展。
柔性衬底MEMS技术是一种近年来兴起的技术，在微纳制造领域具有广泛应用。其将传统的硅衬底变为柔性材料，通过表面微纳制造技术可实现薄膜、传感器和微结构等的制备。这种技术在智能医疗、超薄电子设备、可穿戴电子等领域具有广阔前景。本文旨在探讨柔性衬底MEMS技术在制备脑电图干电极阵列方面的应用研究。
2.柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列
2.1柔性衬底MEMS技术基本原理
柔性衬底MEMS技术基于硅衬底MEMS技术，将硅衬底改为柔性材料，如聚酯薄膜、聚合物薄膜等。通过微纳加工技术在柔性衬底上制备出所需的传感器、电路等微结构。相比于硅衬底，柔性衬底具有良好的柔韧性和柔性弯曲性，可适应各种复杂、曲折的体表形态。因此，柔性衬底MEMS技术在成像、医学、体育运动、生态环境等领域都有着广泛的应用前景。
2.2脑电图干电极阵列制备工艺流程
如图1所示，柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列的流程分为以下几个步骤：首先，通过黄光微影技术在柔性聚酯薄膜表面制备亲水性银电极，然后在电极上通过传感器的微纳加工技术制备出微型孔洞。接着，在薄膜背面应用金属蒸镀技术制备出导电层，使电信号能够从电极传输到电路。最后，将薄膜修剪成相应的形状，通过U形夹子将其固定在头皮表面。该电极阵列特点是电极与头皮之间的隙距较大，有利于减少头皮和电极的起伏程度和运动信号的干扰。
2.3形貌表征及电学性能测试
如图2所示，将制备出的脑电图干电极阵列进行形貌表征，发现电极孔洞尺寸均匀、大小一致，并且其银电极纹理清晰、无污染物。随后，进行了电学性能测试。结果表明，本阵列的阻抗稳定，信号传输延迟极小，噪声干扰小，均符合脑电信号的检测要求。
2.4稳定性分析
为了检验脑电图干电极阵列的稳定性，并考察其使用寿命，将其进行了长期湿热环境下的测试。结果表明，该电极阵列具有良好的稳定性和可靠性，长时间使用不会出现明显的衰减。
3.讨论与展望
柔性衬底MEMS技术制备的脑电图干电极阵列具有制备工艺简单、成本相对较低、电学性能稳定可靠、使用寿命长、随身佩戴不会带来不适等优点。但是，目前还存在一些问题，如在保证电学性能的前提下如何优化电极与头皮之间的接触，如何减小头发对电极的影响等。这需要进一步的研究和探索。总之，柔性衬底MEMS技术在制备脑电图干电极阵列方面的应用研究，为脑电图干电极技术的发展提供了新的思路和方法。