阅读说明：本技术 一种心电图检测用石墨烯ecg干电极 (A kind of Electrocardiography dry electrode of graphene ECG ) 是由 周琦 隆彦群 陈建农 于 2019-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种心电图检测用石墨烯ECG干电极。所述的石墨烯ECG干电极是在碳纤维材料成型的电极上,直接涂敷一层厚度约为1nm-10nm石墨烯薄层,形成高性能的复合材料,进一步提高电极的导电性和耐磨性,形成石墨烯干电极。(The present invention discloses a kind of dry electrode of Electrocardiography graphene ECG.The dry electrode of graphene ECG is on the molding electrode of carbon fibre material, and being directly coated with a layer thickness is about 1nm-10nm graphene thin layer, forms high performance composite material, further increases the electric conductivity and wearability of electrode, forms the dry electrode of graphene.)

一种心电图检测用石墨烯ECG干电极

技术领域

本发明涉及一种心电图检测用石墨烯ECG干电极。

背景技术

石墨烯是一种纳米碳材料，具有很高的强度和优异的导电性。也是价格便宜，可大规模制备的材料。

现有的心电图的采集通常通过粘贴式湿电极来实现的，为了确保皮肤与心电电极之间的良好接触，这类电极需要使用导电膏。在移动穿戴和家庭使用环境下，传统的粘贴式湿电极采集心电呈现出如下问题：

一是，电极与皮肤之间涂抹的导电膏由于易变干涸，造成导电效果下降，使得信号检测灵敏度下降，不能长期使用。

二是，导电膏与皮肤长时间接触，其高浓度电解质会造成皮肤过敏或者瘙痒，甚至皮肤发炎等严重症状。

三是，使用湿电极使用不方便，需要专业医务人员操作，测试结束后还需清洁皮肤。

为解决以上问题，采用干电极，并通过增加干电极的导电性来满足实际ECG检测的需要。常用的干电极制成方法是在PC加碳钎维的混合材料注塑成型电极上，镀金属增加其导电性，通常镀银/氯化银(Ag/AgCI)层。但是，在电极上镀银/氯化银(Ag/AgCI)层，除了成本高和耐磨性差的缺点外，还会造成环境污染。

发明内容

为解决以上问题，本发明公开一种心电图检测用石墨烯ECG干电极。所述的石墨烯ECG干电极是在碳纤维材料成型的电极上，直接涂敷一层厚度约为1nm-10nm石墨烯薄层，形成高性能的复合材料，进一步提高电极的导电性和耐磨性，形成石墨烯干电极。

所述的石墨烯为单层石墨烯、多层石墨烯或它们的混合。

所述的碳纤维材料成型的电极为采用碳纤维材料制成干电极形状的电极。

本发明提供在所述碳纤维成形的电极上涂覆石墨烯制成石墨烯干电极包括的步骤：

1）制备单层石墨烯、多层石墨烯或者它们的混合石墨烯水溶液或有机溶剂的溶液；

2）将步骤1）的石墨烯溶液涂覆在所述碳纤维成形的电极上在其表面形成薄膜，晾干；

3）再通过焙烧或热压方法，将石墨烯薄膜碳化，从而获得具有耐磨性的导电石墨烯与碳纤维复合材料。

4）根据需要重复步骤2）到3），进行循环涂覆，直至达到所需要的厚度。

所述的石墨烯的水溶液或有机溶液的质量浓度为：0.1-10%。

所述的涂覆方法为喷涂或浸泡。浸泡时间为1-24小时。

所述的焙烧温度为250-1500℃，焙烧条件为真空或惰性气体环境，时间为1-10小时，采用分段焙烧方法。

所述的热压方法为：将表面涂覆石墨烯的碳纤维材料放入所述电极形状摸具中，用热压机热压成型，热压温度为：250-400℃，时间为1-6小时。

本发明的有益效果是：

提供一种低成本，制造工艺简单的石墨烯ECG干电极制备方法。采用石墨烯溶液涂覆方法制备石墨烯ECG干电极，特别适合用于制造形状复杂的石墨烯ECG干电极产品。采用石墨烯涂覆的ECG干电极，具有耐磨性高，导电性好，信号采集灵敏度高的优点。

附图说明

图1是本发明优先实施例的一种石墨烯ECG干电极；

图2是本发明优先实施例的石墨烯ECG干电极制备流程一；

图3是本发明优先实施例的石墨烯ECG干电极制备流程二。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本原理、基本结构和基本功能，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本领域的一般技术人员可能会意识到本发明的一些变体以及等同替代，但这些变体和等同替代不应理解为超出了本发明的保护范围。

本发明使用的石墨烯材料可以直接购买市场上出售的单层石墨烯或多次石墨烯粉剂，在加水或乙醇溶液稀释成石墨烯水溶液或石墨烯乙醇溶液。单层石墨烯厚度为0.6-1.2nm。多层石墨烯厚度为1-3nm，2-5层。

如图1所示本发明优先实施例的一种石墨烯ECG干电极，1是所述的石墨烯ECG干电极形状，在使用时，主要是带多个微小突出物3的面，接触被测患者身体指定部位皮肤，测试两个电极之间的人体电位差。2是所述电极表面的石墨烯涂覆层，起到提高耐磨性，提高导电性，增加电极强度的功能，所述的石墨烯涂覆层以1-10nm的厚度覆盖整个所述电极表面。

如图2所示本发明优先实施例的石墨烯ECG干电极制备流程一，制备单层石墨烯ECG干电极。流程S21，制备单层石墨烯水溶液：1）取2g单层石墨烯粉，加入1L水稀释；2）将稀释好的单层石墨烯水溶液放入超声处理设备中，处理30分钟，使得稀释好的单层石墨烯水溶液充分均匀混合；进入流程S22，将单层石墨烯水溶液喷涂到所述的干电极上：1）在所述干电极表面喷涂S21制备好的单层石墨烯水溶液，并让其自然晾干；2）再一次喷涂并在常温下晾干；3）检查是否喷涂均匀和达到一定厚度，如果没有达到均匀度和厚度要求，继续回到2），再次喷涂和晾干，如果达到均匀和厚度要求，进入流程S23，焙烧喷涂好的干电极：1）将喷涂好的干电极放入真空炉中，在氮气保护下，用400℃温度焙烧3小时；2）然后再在真空下，用1000℃温度焙烧1小时；流程S24，从真空炉取出焙烧好的石墨烯ECG干电极产品，其石墨烯的厚度约为2nm。

如图3所示本发明优先实施例的石墨烯ECG干电极制备流程二，制备多层石墨烯ECG干电极。 流程S31，制备多层石墨烯水溶液：1）取5g多层石墨烯粉，加入1L水稀释；2）将稀释好的多层石墨烯水溶液放入超声处理设备中，处理30分钟，使得稀释好的多层石墨烯水溶液充分均匀混合；进入流程S32，将多层石墨烯水溶液通过浸泡涂覆到所述的干电极上：1）将所述干电极在S31制备好的多层石墨烯水溶液中浸泡2小时，取出并让其自然晾干；2）重复1）3次；进入流程S33，焙烧喷涂好的干电极：1）将喷涂好的干电极放入真空炉中，在氮气保护下，用400℃温度焙烧3小时；2）然后再在真空下，用1000℃温度焙烧1小时；流程S34，从真空炉取出焙烧好的石墨烯ECG干电极产品，石墨烯的厚度约为10nm。

本发明优选实例的有益技术效果：

本发明的直接效益是：采用本发明实施例得到的石墨烯ECG干电极，其石墨烯涂层平整、光滑，有金属光泽，其导电率提高数个量级，到达镀银/氯化银(Ag/AgCI)层同等水平，其强度和耐磨性也大大提高。

以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。