传递到皮肤上的神经电信号往往会衰减到极其微弱的水平,使其极易受到环境和身体运动的干扰。同时,为了全面理解认知神经传导,非常需要对神经信号进行多模式传感,如磁共振成像(MRI)和功能性近红外光谱(fNIRS)。而此前的金属或聚合物导体既不能提供用于精确感测神经电信号的无缝体表特性,也不能与没有光和磁伪影的多模式成像技术兼容。北京师范大学刘楠报道了一种约20 nm厚的MXene薄膜,该薄膜能够同时检测电生理信号,并通过MRI和fNIRS进行高保真成像。
本文要点
(1)在该超薄膜中,作者基于聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)制成了交联的Ti3C2Tx膜,其显示出创纪录的高导电性和透明性(11000 S/cm@89%)。其中,PEDOT:PSS不仅起到稳定MXene膜的交联作用,而且缩短了层间距离,实现了有效的电荷转移和高透明度。
(2)因此,这一薄膜可以实现与皮肤或神经表面的低界面阻抗,用于以低运动伪影精确记录电生理信号。此外,源自超薄特征的高透明度使其与fNIRS和MRI具有良好的兼容性,不会产生光学和磁性伪影,从而能够在长期使用期间进行多模式认知神经监测。
Dekui Song, et al. An Ultra-thin MXene Film for Multimodal Sensing of Neuroelectrical Signals with Artifacts Removal. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202304956
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304956