【摘要】：自然界中壁虎具有非常優(yōu)秀的吸附能力，可以自由行走在光滑的墻壁上，甚至是天花板上。壁虎腳掌的微米級剛毛結構和納米級絨毛結構，是保證其產(chǎn)生巨大粘附力且能適應不同表面形貌的關鍵。這種精細的結構廣泛應用于MEMS領域和各種機器人領域，本文中將壁虎的這種結構應用到生物醫(yī)學領域，把壁虎剛毛結構應用到柔性微傳感器上，使柔性微傳感器可以直接粘附在皮膚上直接測量生理信號。實驗中將柔性微傳感器和仿壁虎剛毛結構結合在一起做了如下工作。仿壁虎剛毛纖維小柱陣列的制作方法有很多，本文采用兩種先進的工藝方法來制作。

一種方法是利用SU-8光刻膠經(jīng)過光刻加工得到小孔陣列模具，將聚二甲基硅氧烷(PDMS)注入模具孔內(nèi)，得到PDMS纖維小柱陣列。由于小孔陣列的最小尺寸只有3μm，顯影過程難以控制，很難得到較好的小孔陣列模具，而且得到的纖維小柱陣列高度遠小于最初設計的高度。另一種方法是采用硅刻蝕工藝，利用ICP刻蝕工藝刻蝕出三種尺寸的硅孔模具，然后將PDMS澆注在硅孔模具里，得到壁虎剛毛陣列，直徑小于3μm的陣列結構，會出現(xiàn)糾結在一起的現(xiàn)象。

通過一個粘附力測試裝置，可以測得纖維小柱陣列可以承擔的最大載荷為1.1N。心電信號是人體健康的關鍵指標，有著不可取代的地位。傳統(tǒng)的一次性Ag/AgCl電極不能長期監(jiān)測人體的健康情況，而且電極上的導電膠會使一些人的皮膚過敏。生物傳感器在生物、信息、材料快速發(fā)展的基礎上得到廣泛應用，柔性電子技術也隨之產(chǎn)生。本文通過在具有仿壁虎剛毛粘附纖維陣列的柔性基底PDMS上濺射一層金和鈦得到一種柔性傳感器，與常規(guī)的一次性Ag/AgCl電極相比，柔性心電微傳感器具有以下優(yōu)勢:

(1)與皮膚接觸的位置不需要用導電膠連接，柔性電極可以和皮膚直接接觸，避免因?qū)щ娔z引起皮膚過敏，基底PDMS是一種無色、無味、無毒、具有生物兼容性的材料;而且電極兩邊的仿壁虎纖維陣列結構可以使柔性電極牢牢的粘附在皮膚上；

(2)柔性電極可以重復使用，并不影響心電信號檢測的質(zhì)量；

(3)柔性電極不僅能夠拉伸，還有共形貼附性能，可用于彎曲部位；

(4)柔性可拉伸微電極測量信號的質(zhì)量和常規(guī)的Ag/AgCl電極幾乎差不多。