对于需要长期佩戴心电图（ECG）监测设备的患者而言，传统电极片带来的皮肤过敏以及导电凝胶干涸导致的信号失真，一直是临床监测中难以回避的痛点。近日，北卡罗来纳州立大学（NC State）与北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC）联合研究团队在《先进电子材料》（Advanced Electronic Materials）上发表重要进展：他们开发出一种基于 POMaC 聚合物的新型柔性干电极。该电极无需额外粘合剂或凝胶即可紧贴皮肤，在实现高精度信号采集的同时，极大提升了临床佩戴的舒适度与信号稳定性。
该技术不仅解决了长程生物监测中的皮肤刺激问题，更因其完全兼容现有的丝网印刷等工业制造流程，具备了极高的商业转化潜力。
痛点剖析：导电凝胶与粘合剂的“保质期”困局
在心脏病诊断与术后康复监测中，准确获取长程心电数据至关重要。然而，现有的传感技术在长达数天甚至数周的监测任务中表现并不理想。
论文第一作者、生物医学工程系博士生 Kirstie Queener 指出，传统电极依赖化学粘合剂固定，这常会导致患者产生接触性皮炎；更关键的是，为了降低接触阻抗，必须涂抹导电凝胶，而凝胶一旦干涸，信号质量会迅速恶化，直接影响医生的临床判断。
核心突破：赋予生物聚合物“导电”属性
为了研制出一种既具备自粘性又免除凝胶依赖的“干电极”，研究团队将目光投向了生物聚合物 POMaC。这种材料虽具有优异的生物兼容性与柔韧性，但其本身并不具备电学功能。
研究人员通过在液态 POMaC 基质中掺入导电聚合物（Conductive polymer）和表面活性剂（Surfactant），成功构建了一个高效的导电网络。这种混合体系展现出极佳的工艺适配性：
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灵活成型（Scalable Manufacturing）：该液态混合物可直接进行丝网印刷（Screen printing）或模具铸造，随后通过热固化（Curing）形成弹性固体。
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物理性能优越：最终形成的导电矩阵具有理想的粘弹性（Viscoelasticity），不仅能稳固吸附在皮肤上并支撑导线负荷，且在移除时不会因拉扯汗毛而产生痛感。
实验验证：从商用设备到无线贴片
在概念验证环节，新型电极展现出了与市售金标准电极高度一致的性能表现。
论文通讯作者、电子与计算机工程教授 Michael Daniele 介绍称，团队通过两种路径验证了电极的普适性：一种是医疗机构常规使用的商用 ECG 监测系统，另一种是团队同步开发的无线心电贴片。实验结果证实，这种“干电极”在两种环境下均能提供清晰、稳定的心电波形数据。
前景展望：迈向“普适化”生物监测
目前，该团队正致力于保护这一新材料的知识产权，并尝试将其推向除心电外的其他生物电信号采集领域。Daniele 教授强调，由于该电极采用了常规工业材料及可扩展的制造工艺（如印刷电子技术），其成本控制与标准化生产前景十分广阔。
研究团队表示，目前正积极寻求与私营部门合作，以推动这一自粘性电极材料的规模化应用。这不仅将大幅改善心脏病患者的监测体验，也将为未来精准、便捷的居家医疗监测提供核心硬件支持。
参考文献：Kirstie M. K. Queener et al, Self‐Adhesive Conductive Elastomers for Gel‐Free Biopotential Recording, Advanced Electronic Materials (2026). DOI: 10.1002/aelm.202600004
编辑：周敏
排版：李丽
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