基于纳米可佩戴电子的精神障碍诊断

电极是监测系统的核心部件。今天用于检测肌肉电信号(肌电图/EMG)或神经元信号(脑电图/脑电图)的电极是由金属制成，并配有一层凝胶层。在长期的测量中，凝胶会变干并阻止对患者进行可靠的测量。除了电导率和直接接触皮肤的要求外，电极还必须满足生物相容性、低接触电阻和适应皮肤轮廓的高能力等进一步的要求。这些要求可以通过石墨烯纳米材料制成的印刷电极来实现。然而，市场上几乎没有适用于喷墨打印的石墨烯油墨，因此，这些油墨的工业规模印刷工艺也很缺乏。

石墨烯纳米粒子油墨用于喷墨印刷

纳米德工程旨在从石墨烯纳米颗粒的墨水开发用于喷墨印刷和可伸缩的印刷过程以及用于生产电极的可扩展的印刷过程，用于直接皮肤接触。石墨烯的油墨的发展基于商业石墨烯油墨。墨水修改是必需的，使其可打印。加入乙醇以避免气泡并降低油墨的表面张力。加入碳纳米粒子以改善印刷结构的耐磨性。加入表面活性剂以提高印刷性并提高印刷结构的电导率和表面平滑度。

皮肤电极制造包括在软材料上导电墨水印刷，然后进行粘合剂钝化层的叶片切割和层压过程。每个部件（导电墨水，软载体和钝化层）的厚度决定了与皮肤的电极耦合，因此可以实现的信噪比。对于EEG应用，如果需要，可以通过减少厚度和刚度来实现这些层的进一步优化。这种超薄电极与低成本皮肤电子器件联合将形成新一代可穿戴传感器。通过这些传感器，表明精神状态的生物信号的复杂检测，如神经，生理和肌肉信号，将允许更全面的精神过程描绘精神过程，从而大大改善精神障碍诊断和功能恢复。

打印过程是两步处理：首先，通过使用银墨印刷轨道和接触垫。其次，通过使用改性石墨烯油墨印刷电极。具有16个喷嘴打印头的喷墨打印机用于优化打印参数。此外，开发了适用于预处理和后处理的过程和参数。在第二步中，印刷过程将被转移到适合质量制造的喷墨系统。

提高性能和流程

可穿戴电子产品基于Sensomedical Labs Ltd的BIoPot。BIoPot是一种无线生物阻抗和生物能速放大器，具有数据传输和数据采集设备，该数据被用作神经技术中的产品开发平台。它是一种小尺寸和低调可穿戴可定制形状因子，并允许活动监测天数。它使用最新的蓝牙低能量5.0技术进行数据传输，并具有车载数据缓冲区。它还设计为用于数据采集的补丁设备。它有8个或19个通道选项，可以配置为eEG，EMG或其他生物能读数。


NanoEDGE研究项目的跨学科方法旨在将功能化电极的生产技术与纳米材料制造和表征、最先进的工程技术和神经科学的专业知识相结合。这将改善多级传感器的生产，并提高EEG和EMG等监测方法的性能。将印刷电极与先进的可穿戴电子设计和无线信号传输相结合，将提高最先进的皮肤电子技术。此外，NanoEDGE将开发资源高效的生产技术和可扩展的工艺，用于小规模和高通量电极制造和功能化。为此，将结合开发喷墨打印机和喷墨打印技术方面的专业知识，在实验室规模的工艺中制造和功能化碳纳米材料基电极。这种专业知识的结合将导致新的生产流程和流程链，并简化可用性和降低成本。

诊断和功能恢复

NanoEDGE开发的传感器可以用于复杂的信号检测，表明精神状态，如神经，生理和肌肉信号。这将允许对心理过程进行更全面的描述，从而大大改善精神障碍的诊断和功能恢复。具体来说，该项目将针对基于脑电图神经反馈系统的新型低成本皮肤电子技术进行测试，以实现精神障碍诊断和精神功能恢复。因此，NanoEDGE瞄准了一些最紧迫的经济和社会挑战——减少精神障碍的治疗成本。