Page 97 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 何朵朵，等: 用于心电信号捕捉的高耐用性棉织物电极 ·2247·

随着伸长率的增加，纤维上的银颗粒不断脱落， 短不一，而且有些细菌中间凹陷，细菌表面存在结
剥落区逐渐增大；由于棉纤维弹性较差，织物会变 晶小颗粒，可能是由于细菌内容物渗出产生的，这
松散，内部银层的银颗粒也逐渐脱落，内部的纤维 表明镀银织物可以破坏细菌的细胞膜，进而杀灭细
逐渐暴露出来导致导电性能迅速下降。当 Ag/M-CF 菌。另外，细菌量明显减少，说明细菌的生长受到
被完全拉断后，断裂处纤维上完全没有银粒子，其 了抑制，洗涤前后都具有良好的抗菌作用。
他部位的银层为剥落状态。 2.7 导电棉织物在心电图中的应用性能
由此可见，拉伸过程中 Ag/M-CF 的表面方阻增 心电信号能反映心脏心肌细胞的活动情况，典
加是银层剥落所致，银层剥落受伸长率影响较大。 型的单周期心电图由 P 波、QRS 波和 T 波、PR 间
2.6 抗菌性能分析 期、QT 间期、PR 段和 ST 波段组成 [13] 。将导电织
用抑菌圈法测试了织物的抑菌性能，结果如图 物电极引入心电图的采集，可以实现随时检测人体
10 所示。可以看出，M-CF 的周围都长满了大肠杆 心率的目标。图 12 是 Ag/M-CF 作为心电电极时，
菌，说明棉纤维不具备抗菌作用，而 Ag/M-CF 周围 志愿者运动时的心电图。可以看出，在洗涤前后的
有明显的抑菌圈，直径约为 12.25 mm，说明 Ag/M-CF 心电图中都可以观察到 QRS 波和 T 波，心电图几乎
具有良好的抗菌效果。 没有变化。穿有洗涤前智能服装的志愿者在 3、6、
9、10、12、14 km/h 运动速度时的心率分别为 105、

114、129、148、159、174 bpm（表示每分钟心跳次
数），运动速度增加时，监测到的心率也随之增加。
在 14 km/h 运动状态下，心电图中的杂波是在跑步
机运动产生的噪音引起的。志愿者穿戴洗涤 200 次
后的智能服装，计算得到的心率与洗涤前几乎相同，
说明 Ag/M-CF 电极具有良好的耐洗涤稳定性，有望
用于实际心率监测。

图 10 M-CF（a）和 Ag/M-CF（b）对大肠杆菌的抑菌活性
Fig. 10 Antibacterial activity of M-CF (a) and Ag/M-CF
(b) against Escherichia coli

图 11 为 M-CF 和 Ag/M-CF 抑菌圈近处细菌的
SEM 图。

图 11 M-CF（a）、洗涤前（b）和洗涤 200 次（c）的 a—洗涤前；b—洗涤 200 次后
Ag/M-CF 抑菌圈近处细菌的 SEM 图 图 12 志愿者在不同运动速度下得到的心电图及心率图
Fig. 11 SEM images of bacteria near inhibition zone of Fig. 12 Electrocardiogram and heart rate obtained from
M-CF (a), Ag/M-CF before washing (b) and after volunteer at different speeds
200 washing times (c)
3 结论
如图 11a 所示，M-CF 近处的细菌数量繁多，并
且形态比较饱满，尺寸较均匀。如图 11b、c 所示， （1）利用 MPTS 对棉织物进行接枝改性，再利
洗涤 200 次前后的 Ag/M-CF 附近生长的细菌尺寸长 用化学镀的方式沉积银颗粒，制备出具有实际应用