神经电极是连接生物神经和电子设备之间的接口器件，是记录或调节神经活动的重要工具。神经电极已被应用于麻醉深度监护、癫痫病灶定位等临床疾病的诊治方面。随着神经科学和神经工程研究的深入，神经电极的应用越来越广泛，对电极的要求也越来越高。在神经科学、心理学、脑-机接口(BCI)以及健康监护等研究应用中，对电极的时空分辨能力、通道数、灵敏度，甚至包括运动状态下的信噪比、佩戴的便捷性以及舒适度等均提出了新的要求。本文通过聚合物材料在电极上的创新应用及其与微加工技术的结合，展开了以下三方面的研究:研究了可大幅改善微针EEG电极阻抗的聚合物界面;研制了能够改善佩戴舒适度及适用范围的聚合物柔性于电极结构;研究了在信噪比及灵敏度提高方面极具潜力的有源型柔性聚合物电极。主要研究成果与创新点如下:　　1、为了改善微针干电极的信噪比和电荷存储能力，利用导电聚合物PEDOT良好的界面电荷转移能力及生物相容性，对硬质微针式干电极进行了表面修饰。将干电极的界面阻抗降低了一个数量级以上，电荷储存能力提高了两个数量级。这一技术可以有效降低电极阻抗引起的噪声，在保持电极阻抗相同的情况下，可将电极的几何尺寸减小至传统电极的1/4甚至更小，从而大大提高了干电极的空间分辨率。　　2、开发出了基于硬性微针阵列的柔性干电极，使用parylene柔性聚合物材料作为干电极基底，在此基底上制备硬质聚合物微针阵列。这种柔性结构使得电极能与皮肤曲面紧密接触，提高了干电极的使用舒适度。在该器件的研制中，发明了一种用parylene作PDMS模具抗粘附层的表面处理方法。　　3、为了实现对头发覆盖区域EEG信号的采集记录，设计制备了一种爪式干电极。该干电极能通过其爪式结构透过头发与头皮接触。所设计的干电极以聚合物尼龙作为电极基底材料，以有机导电聚合物PEDOT作为导电及界面材料，整体结构通过3D打印的方式加工制备而成。这种电极技术集合了尼龙聚合物的弹性和PEDOT的低界面阻抗特性，是新型干电极的重要发展方向。　　4、本文设计并制备出了基于聚合物parylene的柔性电极。在无源型结构柔性电极的基础上，研制了一种基于PEDOT有机电化学晶体管(Organic Electrochemical Transistor, OECT)结构的柔性电极器件。相比无源型结构柔性电极，基于OECT的柔性电极因其有源结构的原位放大能力而能获得更高的信噪比以及抗干扰能力。