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公开了一种导电复合材料，其包含具有第一侧和第二侧的介电材料、介电材料层内的导电颗粒以及介电层第一侧上的不连续导电材料层。排列导电颗粒以形成多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径，且各导电路径都由至少多个导电颗粒形成。该不连续层包含多个非互相连接的部分，其覆盖介电材料第一侧的部分但非全部，使得其下方介电材料第一侧的暴露部分通过该不连续层暴露，而该不连续层促使多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径电子耦合在一起。

权利要求书
1.  一种导电复合材料，其包含：
具有第一侧和第二侧的介电材料；
所述介电材料内的导电颗粒，所述导电颗粒经排列以形成多个从所述介电材料第一侧至第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成；以及
所述介电材料第一侧上的不连续导电材料层，所述不连续层包括多个非互相连接部分，其覆盖所述介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方所述介电材料第一侧的暴露部分维持通过所述不连续层暴露，而所述不连续层促使多个从所述介电材料第一侧至第二侧的所述导电路径电子耦合在一起。

2.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括碳。

3.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括金属。

4.  如权利要求3所述的导电复合材料，所述导电颗粒是银。

5.  如权利要求4所述的导电复合材料，所述导电颗粒是银纳米颗粒。

6.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电路径是天然产生的。

7.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电路径是通过电泳或介电电泳形成的。

8.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电层包括导电碳。

9.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述导电层包括金属箔。

10.  如权利要求1所述的导电复合材料，所述介电材料是粘合剂。

11.  如权利要求10所述的导电复合材料，所述介电材料是压敏粘合剂。

12.  如权利要求10所述的导电复合材料，所述介电材料是可热活化粘合剂。

13.  如权利要求10所述的导电复合材料，所述介电材料是可辐射固化粘合剂。

14.  一种导电复合材料，其包含：
具有第一侧和第二侧的介电材料；
所述介电材料层内的导电颗粒，所述导电颗粒经排列以形成多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成； 以及
所述介电材料第一侧上的导电材料图案化层，所述图案化层包括多个互相连接部分，其覆盖所述介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方所述介电材料第一侧的暴露部分维持通过所述图案化层的多个部分暴露，而所述图案化层促使多个从所述介电材料第一侧至第二侧的所述导电路径电子耦合在一起。

15.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括碳。

16.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括金属。

17.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电路径是天然产生的。

18.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电路径是通过电泳或介电电泳形成的。

19.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电层包括导电碳。

20.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述导电层包括金属箔。

21.  如权利要求14所述的导电复合材料，所述介电材料是压敏粘合剂。

22.  一种导电复合材料，其包含：
具有第一侧和第二侧的介电材料；
所述介电材料内的导电颗粒，所述导电颗粒经排列以形成多个从所述介电材料第一侧至第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成；以及
所述介电层第一侧上的导电材料层，所述导电材料层的厚度小于约10密耳且包括开放部分，下方所述介电材料第一侧的暴露部分维持通过所述导电材料层的开放部分暴露，而所述导电材料层促使多个从所述介电材料第一侧至第二侧的所述导电路径电子耦合在一起。

23.  一种形成导电复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
提供介电材料；
将导电颗粒分散在所述介电材料内；
进行电泳或介电电泳以使所述导电颗粒进行排列以形成多个从所述介电材料第一侧至所述介电材料第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成；
在所述介电材料第一侧上沉积导电材料局部层，所述易碎层包括多个互相导通的部分，其覆盖所述介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方所述介电 材料第一侧的暴露部分维持通过所述局部层的多个部分暴露，而所述局部层促使多个从所述介电材料第一侧至第二侧的所述导电路径电子耦合在一起；以及
向所述介电材料第一侧与所述导电材料局部层施用脱模层，从而可在随后除去所述脱模层以允许所述介电材料第一侧与所述导电材料局部层施用至对象。

24.  如权利要求23所述的方法，所述沉积步骤涉及打印。

25.  如权利要求23所述的方法，所述沉积步骤涉及薄膜转移。

26.  一种导电复合材料，其包含：
具有第一侧和第二侧的介电材料；
所述介电材料内的导电颗粒，所述导电颗粒经排列以形成多个从所述介电材料第一侧至第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成；以及
完全覆盖所述介电材料第一侧的导电材料层，所述导电材料层的厚度小于约10密耳，所述导电材料层促使多个从所述介电材料第一侧至第二侧的所述导电路径电子耦合在一起。

27.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括碳。

28.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电颗粒包括金属。

29.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电路径是天然产生的。

30.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电路径是通过电泳或介电电泳形成的。

31.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电层包括导电碳。

32.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述导电层包括金属箔。

33.  如权利要求26所述的导电复合材料，所述介电材料是压敏粘合剂。

34.  一种信号接收复合材料，其包含：
具有第一侧和第二侧的介电材料，所述介电材料包含分散在所述介电材料内的极性材料；
施用至并完全覆盖介电层第一侧的导电材料层，所述导电材料层的厚度小于约10密耳。
34如权利要求33所述的信号接收材料，所述极性材料被设置为对来自生物对象的时间变化信号的应用产生应答而进行排列。

35.  如权利要求33所述的信号接收材料，所述导电层包括导电碳。

36.  如权利要求33所述的信号接收材料，所述导电层包括金属箔。

37.  如权利要求33所述的信号接收材料，所述介电材料是粘合剂。

38.  如权利要求33所述的信号接收材料，所述介电材料是压敏粘合剂。

39.  如权利要求33所述的信号接收材料，所述极性材料来自季铵盐化学家族。

说明书用于提供定向导电通道表面连通性的系统和方法
优先权
本发明要求2014年3月13日提交的美国实用申请号14/209,213的优先权，其是2013年3月15提交的美国专利申请系列号13/834,948的部分继续申请，其公开内容通过引用全文纳入本文。
背景技术
本发明通常涉及用于多种应用的导电聚合物和弹性体材料，包括但不限于导电粘合剂、导电衬垫和导电薄膜。
例如，导电压敏粘合剂(PSA)的设计长久以来具有挑战，至少因为随着导电性的升高粘合强度和挠性通常下降。典型的用于(经添加以)提供良好导电性的材料通常是挠性较低的且抑制粘合。一种制备导电涂层的常规方法是使用导电颗粒(例如石墨、银、铜等)填充聚合物材料，随后涂覆、干燥并加工处理聚合物粘合剂。在这些情况下，导电颗粒处于特定浓度下，使得当颗粒各自与至少一个其他相邻颗粒产生物理接触时形成导电网络。在该方法中，通过复合材料提供导电路径。
然而，对于压敏粘合剂，如果颗粒浓度高到足以形成其中能够维持颗粒与颗粒接触的网络，则很难使PSA组分的聚合物(如弹性体)系统以足够高的浓度存在从而流出以形成基材与电极之间的表面与表面接触，即作为粘合剂。相反地，如果PSA组分的浓度足以与基材产生足够的表面接触，PSA将不得不打断相邻导电颗粒从而破坏颗粒与颗粒接触。
另一种类型的导电PSA包括导电球形颗粒，其直径等于或大于PSA的厚度。在这种情况下，可以沿颗粒的表面携带信号或电流，从而在粘合剂的z维度中各向异性地提供电流。然而，可能削弱粘合剂的连续性。
盐(如氯化钠或氯化钾)在处于水性介质中时易于溶解且其离子解离(分离为正离子和负离子)。解离的离子可随后传递电流或信号。基于此，长久以来将盐加入水中，随后将其加入聚合物和弹性体材料中以提供良好的导电性。例如，美国专利号6,121,508公开了用于生物医学电极的压敏粘合剂水凝胶。 该凝胶材料被公开为包含至少水、氯化钾和聚乙二醇并且是导电性的。美国专利号5,800,685还公开了一种导电粘合剂水凝胶，其包含水、盐、引发剂或催化剂以及交联剂。然而，这类水凝胶的使用通常还需要在水凝胶的一侧(远离患者一侧)使用导电性表面，其能够接受离子性导电电荷，如银/氯化银，这是相对昂贵的。
虽然这些水凝胶/粘合剂可具有良好的导电性质，但其通常仅具有一般的粘合性质。另一个缺点是导电性随着水含量的变化(如蒸发导致的变化)而变化，因此需要将水凝胶在使用前保持在密封的环境中，随后使用有限的时间，这仅仅是因为蒸发。
美国专利号7,651,638公开了一种对水不敏感的交流电应答复合材料，其包含聚合物材料和基本分散在聚合物材料内的极性材料(如有机盐)。对聚合物材料和极性材料进行选择以使其各自相互吸引，该吸引与对其本身的吸引基本相同。基于此，该极性材料不会团聚在一起，也不会在聚合物材料的表面粉化(bloom)，但在聚合物材料内维持悬浮。这与其他应用中盐的使用相反，其中盐旨在在表面粉化(以沿表面提供导电层，例如用于静电放电)。
美国专利号5,082,595公开了一种包含碳颗粒的导电压敏粘合剂，且公开了该导电粘合剂是通过将黑色填充物(碳)以赋予导电性的方式整合至压敏粘合剂中来制备的，其具有足够低的浓度以避免对粘合剂的物理性质(如粘着)产生不良影响。具体而言，该专利指出，有机溶剂中的碳黑浆液在不存在高剪切的轻微搅动或搅拌下形成，从而形成碳结构。随后将该混合物导入粘合剂。然而，这类复合材料无法在某些应用中提供足够的粘合性和导电性。
这类复合材料还可包括具有相对较高或较低碳黑结构浓度的区域。某些包含聚合物或弹性体材料内浓度的导电颗粒的导电聚合物和弹性体材料因此在材料表面上具有不一致的电学性质。
因此，存在对用作导电聚合物材料的复合材料的需要，其提供导电性而不削弱聚合物材料的所需性质，而且还需要提供一致电学性质的导电聚合物材料。
发明内容
根据一个实施方式，本发明提供了一种导电复合材料，其包含具有第一侧和第二侧的介电材料层、介电材料内的导电颗粒以及介电材料的第一侧上的不 连续导电材料层。排列导电颗粒以形成多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径，且各导电路径都由至少多个导电颗粒形成。该不连续导电材料层包含多个非互相连接的部分，其覆盖介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方介电材料第一侧的暴露部分维持通过不连续层暴露，而不连续层促使多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径电子耦合在一起。
根据另一个实施方式，本发明提供了一种导电复合材料，其包含具有第一侧和第二侧的介电材料层、介电材料内的导电颗粒以及介电材料的第一侧上的导电材料图案化层。排列导电颗粒以形成多个从介电材料的第一侧至第二侧的导电路径，且各导电路径都由至少多个导电颗粒形成。该导电材料图案化层包含多个互相连接的部分，其覆盖介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方介电材料第一侧的暴露部分维持通过图案化层的多个部分暴露，而图案化层促使多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径电子耦合在一起。
根据另一个实施方式，本发明提供了一种导电复合材料，其包含具有第一侧和第二侧的介电材料层、介电材料内的导电颗粒以及介电层的第一侧上的导电材料层。排列导电颗粒以形成多个从介电材料的第一侧至第二侧的导电路径，且各导电路径都由至少多个导电颗粒形成。该导电材料层的厚度为小于约10密耳且包含开放部分，其中下方介电材料第一侧的暴露部分维持通过导电材料层的开放部分暴露，而导电材料层促使多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径电子耦合在一起。
根据另一个实施方式，本发明提供了一种形成导电复合材料的方法。该方法包括以下步骤：提供介电材料；在介电材料内分散导电颗粒；进行电泳或介电电泳以使所述导电颗粒排列以形成多个从介电材料第一侧至介电材料第二侧的导电路径，所述导电路径各自由至少多个导电颗粒形成；在介电层第一侧上沉积导电材料局部层，所述易碎层包含多个互相导电部分，其覆盖介电材料第一侧的部分但非全部，使得下方介电材料第一侧的暴露部分维持通过多个局部层的部分暴露，而局部层促使多个从介电材料第一侧至第二侧的导电路径电子耦合在一起；并且向介电材料第一侧与导电材料局部层施用脱模层(release layer)，从而可在随后除去脱模层，以允许介电材料第一侧与导电材料局部层一起施用于对象。
附图说明
可以参考附图进一步理解以下说明书，其中：
图1显示电泳前根据本发明的一个实施方式使用的复合材料的说明性示意图；
图2和3显示电泳期间图1的复合材料的说明性示意图；
图4显示电泳后图1的复合材料的说明性示意图；
图5显示某些电学性质分析期间图4的复合材料的说明性示意图；
图6显示面对面合并的两种图4的复合材料的说明性示意图，且包括用于耦合至阻抗监控装置的电极；
图7显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意图；
图8显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含不连续导电材料层；
图9显示根据本发明的另一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含连续的导电材料图案化层；
图10显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含条纹图案的不连续导电材料层；
图11显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含螺旋图案的连续导电材料层；
图12显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含随机图案的连续导电材料层；
图13显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的一部分的说明性示意性平面图，其包含标识图案的导电材料层；
图14A和14B显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的说明性示意图，其显示从运载体转移至复合材料的薄膜导电层；
图15显示根据本发明的一个实施方式的复合材料的说明性示意图，其具有施用于其对象接触表面的脱模层；
图16显示电泳前根据本发明的另一个实施方式使用的复合材料的说明性示意图；
图17显示电泳后图16的复合材料的说明性示意图；
图18显示根据本发明的一个实施方式的信号接收复合材料的说明性示意 性平面图，其中至少一层导电材料覆盖介电层的整个表面；以及
图19显示图18的信号接收复合材料的说明性示意性侧视图。
附图仅用于说明目的。
具体实施方式
申请人发现，某些导电材料(如包含由电泳形成的导电路径的材料)可能具有不一致的电学性质。例如，导电材料可包含由电泳过程形成的导电路径，所述电泳过程导致导电颗粒(其最初时随机分散于连续介质内)在电场存在的情况下进行排列从而形成导电路径。该连续介质可包含或不包含极性材料，如美国专利号7,651,638所述，其公开内容通过引用全文纳入本文。
如果导电复合材料随后用于需要在复合材料特定区域中有某些电学性质的应用，则该电学性质可能是不一致的。基于此，形成的结构通道密度可能在其需要的地方更小并且在其不需要的地方更大，且聚合物粘合剂密度可能在需要的地方更小并且在其不需要的地方更大。
如图1所示，电泳前本发明的复合材料包含介电材料12(例如压敏粘合剂、可热活化粘合剂或可辐射固化粘合剂)内的导电材料10(例如重量百分比0.1％-5％的碳颗粒，且优选重量百分比1％-5％的碳颗粒)。如图2和3所示，在将导电板14、16置于复合材料的任一侧15、17上并施加电场(V1–V2)时，导电材料10天然地发现了特定区域，其中初始导电颗粒被吸引至复合材料的第一内表面18。一旦发生这种情况，则初始连接的导电材料与相对的第二内表面20之间的距离小于内表面18、20之间的全部距离。这导致更多的导电颗粒被吸引至由此形成的通道末端，且如图4所示，在非常短的时间内跨越复合材料形成导电通道22a、22b、22c。如果施加交联电场，颗粒会从相对的内表面交替建立(其可称作介电电泳)。
当使用平板导体(如14、16)时，认为通道布局在很大程度上随着导体14、16中轻微变化而变化，其有利于初始颗粒被吸引至第一表面。一旦发生这种情况，则定义了通道位置。另一方面，一种或多种点导体的使用会在通道布局过程中提供确定性。平板导体(或导电材料层)可由多种导电材料形成，包括导电碳和金属箔。
因此在某些条件下，分散在连续聚合物层中并随后受电场影响的导电颗粒团聚以形成“Z”方向导电通道，提供通过聚合物复合材料的经电泳形成的导 电通路。一旦形成，这些导电通道非常持久且允许生物医学电极(如EKG电极)通过这类电极的某些标准，如下文所详述。导电颗粒可包括碳或金属(包括银和银纳米颗粒)中的任一种。还认为在施加足够高或者长时间的电磁场时，可以在压敏粘合剂的位置使用大量热塑性聚合物。因此在某些应用中还可使用热活化粘合剂甚至热或辐射热固性粘合剂。本文所用术语“活化”指电泳(施加DC电压)和介电电泳(施加AC电压)。
在测试包含随机定位通道的复合材料的电学性质时，这些性质(如阻抗)可能在复合材料上的不同位置处变化。例如，图5显示一种复合材料，其包含压敏粘合剂12和导电通道22a、22b、22c，其中置于复合材料的外表面24、26上(且恰好与通道22a对齐)的阻抗测试探针28和30测量的阻抗比测试探针32、34(其不与导电通道22a、22b、22c中任一个对齐)测量的阻抗低得多。这类阻抗测试的结果会根据探针是否恰好与导电通道对齐而广泛变化。
某些其他测试可涉及将第一导电复合材料覆盖在另一导电复合材料的顶部并测量横跨合并的两种复合材料的电学性质。如图6所示，如果包含压敏粘合剂12和导电通道22a、22b、22c的第一导电复合材料置于包含压敏粘合剂12’和导电通道22a’和22b’的第二导电复合材料上方，则通道22a’和22b’可不与通道22a、22b或22c中任一个对齐。因此，在与阻抗测试源40、42耦合的测试板36、38之间没有提供导电路径。即使各复合材料包含导电通道，因为其通道没有对齐，测试会报告高阻抗。
涉及合并两种这类复合材料的测试(如上文所述参考图6)通常用于测试生物医学电极的阻抗。如果测试表明单个阻抗值大于3000欧姆，根据AAMIEC12-2000–4.2.2.1，该装置未能通过测试。测试结果因此可大幅变化(在通过和未通过之间)，这取决于导电通道是否恰好在测试板36、38之间对齐的可变性。
具体而言，这类生物医学电极的一个示例是EKG电极，其中来自接受AAMI-EC-12-2000–4.2.2.1实验方案的两个测试电极的预制导电结构可能不具有来自测试电极之一的导电结构，其与第二测试电极上的导电结构接触。因此，各电极可单独在检测EKG信号中良好地发挥功能，其不能通过对可用EKG电极进行定量的主要测试AAMI-EC-12-2000–4.2.2.1。
例如，当EKG电极单独活化(即在活化过程期间不与第二电极接触)并 面对面放置以进行AAMI-EC-12-2000–4.2.2.1(针对阻抗的测试)时，各电极(导电通道)上形成的“Z”方向导电结构无法排列以形成横跨两个电极的连接的通路。一个电极的“Z”方向导电通道与第二电极的“Z”方向导电通道之间的没有接触会导致该定量测试失败。
该问题的一种解决方案涉及将导电材料施用于预制或预放置的含粘合剂导电结构表面的一部分上。该表面导电材料会接触预制的导电结构，产生较大的表面接触面积，因此允许来自两个电极的导电结构彼此之间更好排列，从而促使通过AAMI-EC-12-2000–4.2.2.1。
如图7所示，根据本发明的一个实施方式，将导电层50施用于复合材料的暴露表面24的一部分(但非全部)上。如图8进一步所示，导电层50可以是不连续的，前提是许多导电部分各自覆盖多个导电通道，使得位于外表面上的探针能接触导电层50的一些部分。
如图9所示，该导电层可以形成网格52的连续图案形式提供，其连接大量导电通道。如图10所示，该导电层可以多个不连续图案化形状(如条纹54)的形式形成。如图11所示，该导电层可以连续螺旋图案56的形式形成。如图12所示，该导电层可以连续随机线图案58的形式形成。如图13所示，该导电层可以连续或不连续标识图案60的形式形成。
导电层50、52、54、56、58和60可以多种方式形成，例如包括但不限于：导电油墨打印或通过下文详细描述的转移来应用易碎薄膜(参考图14A和14B)。
因此为确保预活化的ECG电极通过AAMI阻抗测试，将导电层置于与至少一个或多个“Z”方向导电通道接触的导电通道上方，并且调整其尺寸以增加至少两个这类表面导电层彼此接触的可能性。
该导电层材料的组成和应用可涉及施用基于可涂覆或可打印材料的碳分散体(如购自马萨诸塞州斯宾塞的FLEXcon公司(FLEXcon Company,Inc.)的FLEXcon EXV-216碳分散体)，其厚度为约1密耳至约10密耳，且优选约2密耳至约5密耳。该材料可通过印刷、凹版印刷或柔性版印刷等直接涂覆，直接涂覆至连续聚合物层上，或者印刷为运载体上连续或离散元件的特定排列，其与所述涂覆或油墨具有有限的粘合。随后可经由转移机制将预打印的图案施用于活化的电极。
例如，如图14A和14B所示，这类导电层62可以涂覆或打印至运载体基材64上。导电层62可以是通过打印或其他沉积技术或者通过薄膜转移形成的易碎层，并且例如可包含导电油墨或金属箔。当运载体基材与聚合物12接触时(图14A)，导电层62被转移至聚合物12，因为其与聚合物12的粘合力更强。在随后将基材64与聚合物12分离时(图14B)，导电层62维持与聚合物12粘合，因为其与聚合物的粘合力更强。在其他实施方式中，可以单个连续层的形式将导电油墨施用于脱模基材，随后使用图案化模具将所需几何形状转移至电极。
用于构建导电层的替代性导电材料可来自多个可用的金属箔或金属导电颗粒油墨，金属转移由沉积在涂覆有硅酮的2密耳(50μ)PET薄膜上的约真空铝沉积形成，其也被确定可用作导电桥连材料。
如图15所示，包含导电材料局部层70(例如导电层50、52、54、56、58或60)的本发明的复合材料可施用于已形成上文所述导电通道22a、22b、22c的介电材料12，并且随后可将脱模内衬72施用于包含局部层70的介电材料12的暴露表面。使用期间，可除去脱模层72，并可将复合材料与对象粘合(例如作为应用于患者的生物医学电极)。
如图16所示，电泳前本发明另一个实施方式的复合材料包含介电材料82(例如压敏粘合剂、可热活化粘合剂或可辐射固化粘合剂)内的导电材料80(例如重量百分比5％-25％的碳颗粒)。在将导电板84、86置于复合材料的两侧85、87上并施加电场(V1–V2)时，导电材料80天然地发现了特定区域，其中初始导电颗粒由于电泳或介电电泳被吸引至上文所述内表面88、90。这导致横跨复合材料形成导电通道92a、92b、92c，如上文所述和图17所示。注意图16所示的初始复合材料包含至少一条导电路径81，其在电泳或介电电泳前天然地形成于复合材料内。电泳或介电电泳后，在形成路径92c中，其他导电颗粒团聚在路径81上。
图18和19显示本发明的另一个实施方式，其中信号接收复合材料100在包含极性材料的介电材料106的两侧上均包含顶部和底部导电层102、104。因此，在多个实施方式中，该导电层可覆盖全部介电材料或其任一侧或两侧。在某些实施方式中，可通过导电层102、104(其形成生物医学电极的平板导体的导电层)直接施加电泳或介电电泳。
实施例1
向2密耳(50μ)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上以约80Ω/sq的表面阻抗涂覆FLEXcon公司的EXV-216碳分散体的导电碳分散体。在其上涂覆2.5密耳(63μ)具有10％导电碳(以总固体上重量计)的FLEXcon公司的V-12HW分散体。使用上文所述AAMI阻抗测试方案，测试轮廓“Z”方向阻抗且平均值为1300kΩ。当由FLEXcon公司的EXV-216构成且具有0.69”(17.5mm)O.D.和0.25”(6.36mm)I.D.的环置于两个电极中每个电极上的V-12HW/碳混合物的顶部并随后将两个电极与彼此接触的环和V-12HW粘合剂面对面放置时，所得Z方向阻抗的平均值为775Ω。
阻抗的差异被认为是导电环接触少量、随机、偶然、Z方向导电通道的结果，所述导电通道是通过仅仅将导电颗粒分散在聚合物组分(在该情况下是PSA)中的方式天然形成的。导电环(桥)与这些随机导电通道中的一些接触并向通路的连通性提供X-Y方向组分，导致较低的净阻抗。应注意，如果V-12HW/碳混合物如上文所述进行电泳聚集，因此形成许多导电性较高的通道，阻抗将至少低2倍或者是约300Ω或更小。
应注意，活化前10％导电碳加载下的阻抗(775)具有显著分布，在这种情况下使用30个单独读数时标准偏差是平均值的65％。活化后标准偏差是平均值的58％。
在另一个示例中，使用了具有用作桥的相同导电环的20％碳加载，前阻抗平均值是650Ω，标准偏差是所述平均值的63％。活化后平均值再次是300Ω，标准偏差是平均值的20％。
在所有这类情况下，都根据AAMI EC122000–4.2.2.1进行阻抗测试。
假定存在不具有表面导电桥的随机导电通道，但当两个电极与粘合剂粘合放置时，所述导电通道无法排列。
使用表面导电层作为导电桥的另一个考虑是其可作为接触物起作用，通过其完成活化过程。在这种情况下，将导电层置于分散的导电颗粒聚合物混合物表面上，随后与导电桥进行电接触并会在桥层和第二电接触之间形成“导电通道”。
当然，如果桥层或第二电接触是使用多种元件构建的，则可以以选择性模式活化导电颗粒聚合物混合物。这允许针对所需图案创建独特的电通路，其将 形成电“拇指纹(thumbprint)”的基础。
存在一定程度的限制，桥材料的面积对比连续聚合物层的总面积至少小于100％。这在连续聚合物层作为粘合剂起作用时变得相当明显。该重要限制的一个示例可以在EKG电极的情况下实现。此时，足够的PSA接触面积维持与患者皮肤的充分粘结。显然，PSA越粘，则所需用于维持粘合的表面积越小，然而较刚性、顺应性较差的装置会需要更大的表面积来建立并维持上述粘结。在确定最小或优选的粘结区域百分比(其继而确定表面导电层的最大表面积)时，必须考虑其他环境条件(如用以维持粘结所必须的干燥温度以及其他结构力(例如连接线))。因此，对于粘合层表面上的导电桥材料的程度，不存在一般适用的严格规律，机械、环境等要求的总和决定了特定应用的界限。还发现碳不是仅有的可以通过电泳形成导电结构的导电微粒，例如银也是其中之一。
实施例2
将获自查斯玛技术公司(Chasm Technology Inc.)(Neponset路480号，马萨诸塞州坎顿02021)的银纳米颗粒分散体(名称为120727-01)混入FLEXcon公司的V-95中，比例为粘合剂聚合物干重的约0.75％银。如同已描述的碳颗粒系统那样制备样品，将样品以1.3密耳(32.5μ)干沉积施用于EXV-216导电碳涂层，所得表面电阻为相对于2密耳白色PET薄膜约80Ω/sq。随后涂覆银纳米颗粒和V-95混合物以生成2密耳干燥厚度。随后将粘合剂(V-95)纳米颗粒干燥混合物施用于不锈钢板，其用作活化阶段的接地(ground)。为进行激活，将10μF电容器充电至200VDC并通过20KΩ电阻放电，通过V-95/银纳米颗粒混合物接地。
在10Hz和20mV下测量的5200KΩ的平均起始阻抗下，样品随后在活化后产生1.4KΩ的平均值。如同碳颗粒那样，观察到通过厚度的类似物结构。
实施例3
第二碳分散体的制备方法为：向FLEXcon公司的V-95PSA中混合约5％“黑珍珠”碳黑(来自马萨诸塞州波士顿的卡伯特公司(Cabot Corporation))和约7％(以固体计)Arquad HTL8-MS(其在本文中更多地被用作分散剂辅助物(dispersant aid))。向基材(使用FLEXcon公司的EXV-216涂覆的2密耳(50μm)白色PET)施用2密耳(50μm)干燥涂层，至表面电阻为80Ω/平方英寸。 活化前阻抗的平均值为2.5兆Ω；活化后阻抗的平均值为2.7KΩ。活化条件与先前使用的碳分散体相同(来自AAMI EC 12-2000–4.2.2.4除颤过载恢复测试中使用的测试设备)。
根据本发明的一个实施方式，可使用横跨介电层100％表面的导电桥连层覆盖连续介电层。在这种情况下，消除了连续介电层的任何粘合特性。
该应用适用于，例如，当生物医学电极被一些机械装置(绞索或弹性制品等)固定且不需要粘合性质时。在这种情况下，导电桥连材料可覆盖整个介电表面。
连续导电层允许获得生物时间变化的信号并将其转移至监控装置，转移方式为电容耦合(此时信号接收材料(SRM)的介电层部分具有均匀分散在其中的极性材料但不具有导电颗粒)或电容耦合的组合和直接接触(此时SRM由具有均匀分散在其中的极性材料的介电材料组成且具有导电颗粒，其中一些颗粒已通过“Z”维度形成导电通道，其连接施用了SRM的导电层与施用至SRM相对侧的连续导电层)。
类似地，将连续导电层施用至不具有极性材料但具有导电颗粒的介电材料上，其中一些颗粒已通过“Z”维度形成导电通道，其连接施用了SRM的导电层与施用至SRM相对侧的连续导电层。
即使在通向监控器的电接触与接触生物信号源的连续导电层之间存在直接电连接的情况下(通过“Z”维度导电通道)，介电材料仍具有显著的机械功能。在选择介电材料以具有挠性和粘弹性时，其通过作为可移动材料的方式协助维持与生物信号源的均匀接触，其使得接触信号源的导电层与通向监控器的导电层之间的压力平衡。
实施例4
使用FLEXcon公司的V-95粘合剂提供SRM材料，向所述粘合剂中加入总混合物干重的25％(以干重计)的Arquad HTL-8MS-CLR(来自阿克苏诺贝尔公司(Akzo Nobel)，525West Van Buren，芝加哥，伊利诺伊州60607)和15％(以干重计)的导电碳Aquablak 5909(来自溶液分散体公司(Solution Dispersions)，赛斯纳，肯塔基州41031)。将湿混合物施用于脱模涂覆的聚酯膜并在烘箱内干燥以除去溶剂。
随后使用FLEXcon公司的EXV 468BK(一种导电涂料)将干SRM涂覆 在第一侧上至干燥厚度为2.5密耳。随后从SRM上除去脱模涂覆的聚酯膜并将具有2英寸x 2英寸开口的绝缘聚酯掩模层施用于SRM上。施用在粘合剂的2英寸x 2英寸开口上的是厚度为约2.5密耳的连续导电材料，其包含另一EXV 468BK的第二层。
该复合材料通过铜导线连接至ECG监控器(MAC 1200，来自GE医疗系统公司(GE Medical Systems))，至EXV-468BK的第二导电层。将EXV-468BK的第一导电层压制至测试对象的皮肤。测试后，其生成的ECG痕迹与美国专利申请公开号2013/0092881中所述电极生成的痕迹匹配。
以相同方式，如美国专利7,651,638所述构建电极，其具有额外的EXV-468BK的导电层，从而覆盖所有粘合剂区域。在该示例中，SRM含有均匀分散在介电物中的极性材料；不添加其他导电颗粒。结果显示，ECG图与使用美国专利7,651,638所述SRM获得的那些没有区别。
使用美国专利申请公开号2013/0092881所述的第二复合物测试了另一示例。在该示例中，以前文所述方法制备了仅具有导电颗粒、不具有极性材料的SRM。结果是相同的，即ECG图与由相同SRM(不具有极性材料)获得的那些相同。结论是，使用不抑制这些电极的信号应答的导电层来覆盖SRM。
本领域技术人员应理解，可对上述实施方式进行多种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。