本研究系统评估了基于PEDOT:PSS的全聚合物印刷纹身电极的透气性。研究通过多种实验手段，包括扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、液态水渗透性测试、水蒸气透过率（WVTR）测试、电化学阻抗谱（EIS） 和运动状态下的肌电信号（EMG）记录，全面揭示了纹身电极的透气机制。

实验结果表明，纹身电极内部存在天然的多孔结构，液态水渗透率可达26.8 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹，WVTR约为70 g m⁻² h⁻¹，远高于人体正常经皮水分流失率（4–8 g m⁻² h⁻¹）。EIS结果显示，纹身电极在佩戴2小时内阻抗稳定，未出现湿界面形成，说明其具备良好的透气性和干界面稳定性。在运动实验中，电极在剧烈出汗条件下仍能保持干爽，EMG信号质量稳定。

综上，PEDOT:PSS纹身电极天然具备透气性，能够在长时间佩戴和运动状态下保持信号稳定与皮肤舒适，是理想的下一代表皮传感器平台。

 
研究方法

本研究采用多种实验手段系统评估PEDOT:PSS纹身电极的透气性与电生理性能。电极通过喷墨打印技术制备，使用Fujifilm Dimatix DMP-2800系统将PEDOT:PSS墨水（Clevios P jet 700）印刷在商用纹身纸（Tattoo 2.1, The Magic Touch Ltd.）上，随后在110°C下干燥15分钟，形成约200 nm的PEDOT:PSS层与约500 nm的乙基纤维素（EC）支撑层。

为探究其内部结构，研究使用SEM和AFM对电极截面和表面形貌进行表征。SEM样品经液氮脆断处理以保留孔隙结构，AFM则用于分析EC薄膜的表面粗糙度与孔隙分布。

液态水渗透性测试采用HP4750高压过滤装置（Sterlitech Corporation），在5 bar氮气压力下进行死端过滤实验，记录单位时间透过水量，计算渗透率P（L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹）。WVTR测试则将电极样品覆盖在装有水的容器开口上，在恒温恒湿条件下（21°C，40% RH）连续4天称重，计算水蒸气损失速率。

电化学性能通过Autolab电化学工作站进行EIS测试，频率范围为0.1 Hz至100 kHz，采用三电极结构对比纹身电极、PET基底电极与Ag/AgCl电极在皮肤上的阻抗变化。

运动状态下的信号稳定性通过MUOVI可穿戴采集单元（OT Bioelettronica，Italy）记录股外侧肌的EMG信号。受试者进行30分钟自重训练，分别在运动前后记录深蹲动作下的EMG信号，并分析信噪比（SNR）变化。

 
实验结果
 

 
液态水渗透性测试（图2b）显示，电极在加压初期表现出较高的水通量，随后逐渐下降，表明其结构具有一定的可压缩性。两个样品的渗透率分别为7.6 ± 0.6 和 46 ± 6 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹，平均值为26.8 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹，证实液态水能够通过电极孔隙。