為保證叉指電極的良率和性能，所有工藝步驟均在超凈間內完成，采用剝離工藝進行電極制作。首先，利用熱氧化生長500 nm 二氧化硅硅片以確保襯底的絕緣性，湖北柔性叉指電極。將硅片用乙醇、超純水超聲清洗，并氮吹干燥保證表面潔凈。然后旋涂光刻膠，前烘后進行光刻，其中不同尺寸的叉指電極選用不同尺寸的掩膜版。在光刻，湖北柔性叉指電極、顯影將電極圖形轉移至二氧化硅襯底后，用氧等離子體刻蝕去除殘膠。然后電子束蒸發沉積一層 10nm/70nm 的Cr/Au，其中Cr為金電極的黏附層，湖北柔性叉指電極。依次在乙醇、超純水中進行超聲清洗，完成剝離后切片即得到叉指電極傳感器。生物電極薄膜要求具備結合力強、表面致密性好、導電能力強等特點。湖北柔性叉指電極

叉指電極雙電層來源于界面電荷，產生在固-液界面，由于其特殊微觀結構與性質決定了固-液界面的性能。通過雙電層理論人們可以得到表面濃度、濃度分布、吸附層與基地之間的電容值及變化率等電化學反應參數。此外，雙電層間還有界面電場，該電場的距離非常小因而有較大的電場強度，并且能夠極大的改變電化學反應速度，甚至使某些條件下難以發生或進行的化學反應可以得以實現。電容產生于電解質和電極表面界面上的離子和分子之間的相互作用，并與電極面積間接成正比。雙層電容對測量裝置施加了限制，增加了低頻的測量誤差，通過優化微電極的設計，以降低界面阻抗，并在較低的頻率范圍內擴展微電極的有效頻率探測范圍，首先是消除界面現象的影響，然后提高微生物測量的靈敏度。上海PET叉指電極生物叉指電極的基底材料的強度可將其分為兩大類：柔性基底電極和剛性基底電極。

叉指電極的電極部分作為電化學檢測時的平臺和電子傳遞的通道，一般使用惰性導電材料，用金、鉑、鋁、銀、ITO、鉻、碳等。電極材料的選擇與電極的應用、檢測介質的成分和檢測環境對材料的影響以及制造工藝的可行性相關，需根據實際應用情況進行選擇。例如，ITO 導電玻璃電極因其透光性好、電阻低常被用于光電子器件，金電極能夠減少氧化產物，促進氧化還原循環常被用于污染物的檢測。目前，金仍然是電極制備的常用金屬，它突出的電學特性，可以提升微電極的導電性能，且兼具無毒，親和生物材料能夠偶聯疏基的特性使其擁有難以比擬的應用優勢。碳材料具有較寬的電位窗口而且形態多樣，有些甚至具有其他材料沒有的電學性能，因而在電極制備中是非常理想的電極材料。目前，多種新型碳基材料被用于微電極的制備，并對微電極傳感器的性能改進起到了重要作用。

電化學傳感器是一種通過傳感器與水體中相關物質發生電化學反應來定量測量的一種檢測 手段，以電極為載體，當水體中某些粒子與電極表面 的物質發生電化學反應時，其中交流阻抗法是通過電極間的阻抗值來反映水溶液的特定物質濃度的變化，從而可以實現實時測量。目前，傳感器逐步走向小型化和集成化的方向，其中叉指電極具有阻抗低，快速建立穩態信號，信噪比高等優點。現有研究表明，叉指電極的寬度、間距和厚度都是會影響傳感器靈敏度的重要參數。柔性生物電極的研究主要包括電阻式的柔性生物電極和電容式的柔性生物電極。

柔性叉指電極使用過程中會發生彎曲或折疊，可使電場分布發生變化，相鄰叉指電極的電容值與彎曲或折疊角度相關。叉指電極的電容值和靈敏度隨著彎曲或折疊的角度增大而降低。柔性電極的基體有更低的硬度和楊氏模量，擁有很好的回彈性，同時根據不同的應用場景，對熱穩定性、滲透性、透光性、附著性和防水性等也有不同程度的要求。柔性電極多采用聚合物作為其柔性襯底，常見的聚合物包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亞胺（PI）和聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等，但 PET、PEN、PI 等常見的高分子塑料襯底只有可彎曲性而缺乏拉伸性，考慮到開發具有優異拉伸性的彈性襯底也是非常有必要的。因此，其他材料比如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、熱塑性聚氨酯（TPU）、脂肪族芳香族無規共聚酯（Ecoflex）和聚合物水凝膠等，都是具有低彈性模量和高可拉伸性的襯底材料。柔性生物電極憑借其可延展或彎曲等力學性能優勢，同時伴隨著微納工藝、材料科學等技術的發展。上海Pt叉指電極

Si 基 Pt 薄膜生物叉指電極具有耐腐蝕性和生物相容性。湖北柔性叉指電極

濺射或蒸發工藝后的金屬層表面光滑，微米尺寸的電極具有較大的基線噪聲和波動，因此增加電極的比面積可以增加電極和溶液的有效接觸面積，從而來降低電極的阻抗和噪聲。通常所采用的電極表面修飾材料有: TiN、Ir、鉑黑碳納米管等，在修飾到裸金或鉑電極上后，電極表面出現納米結構，增加了電極表面的粗糙度。TiN 通過反應濺射法在氮氣和氟氣混合氣體中粘附到金或鉑電極上， TiN 具有規則的柱狀納米結構，表現出穩定的電學和機械特性，被采用在商業化生產的叉指電極上。相比之下，采用陰極氧化方法加工的Ir雖然具有較大的表面電荷負載，但是其電荷注入能力較差，不適合用于刺激電極，此外其電學特性不穩定，表面是現不規則的龜裂結構。出于鉑黑采用恒電流或恒電壓電鍍方法修飾到電極表面，裝置和電鍍液成本較低，操作簡單，較多采用。電鍍鉑黑后的電極表面出現棉絮狀的納米結構，比面積達到電極幾何面積的 10~100 倍，在實驗中具有較好的效果。然而相比TiN，電極表面的鉑黑顆粒容易脫落，電極壽命較短。湖北柔性叉指電極

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