新兴的柔性电子器件可以利用各种功能材料,通过力学与电子学的完美结合,实现柔性工作环境下的器件功能。因此,柔性电子器件在信息、能源、医疗等领域得到了广泛的应用。柔性生物电极作为柔性电子器件的一个重要发展方向,得到了神经生物学、临床医学等领域研究者和医学工作者的广泛关注。目前,柔性生物电极的研究主要包括电阻式的柔性生物电极（阻性生物电极）和电容式的柔性生物电极（容性生物电极）。在阻性生物电极的研究方面,研究者们已经做了大量的研究工作,各种表皮/可植入阻性生物电极已被广泛用于健康监测、疾病诊断和治疗、神经修复和调节等领域。然而,由于金属电极与生物组织的直接接触伴随着电安全、容易引起刺激和过敏反应等问题。因此,基于阻性生物电极的长时间生物信号监测仍是难题。在容性生物电极的研究方面,研究者近年来取得了一些进展,使得容性生物电极可以有效地解决阻性生物电极当前所面临的一部分问题。然而,现有的容性生物电极几乎都只能用在人体表皮采集信号,并且至少需要几个平方厘米的耦合面积,这极大地限制了容性生物电极的可植入应用,如皮层脑电图（ECoG）信号的采集。综上所述,利用功能材料制备电安全且可植入的容性生物电极对柔性生物电极的发展具有重要意义。针对以上问题,本论文设计和制备了基于BaTiO₃/PI纳米复合材料的容性生物电极,利用BaTiO₃/PI纳米复合材料的高介电常数,有效地降低了电极的耦合面积,成功地实现了对大鼠皮层脑电图的监测。本工作首先通过偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）对钛酸钡（Ba TiO₃）纳米颗粒进行改性处理,并利用原位聚合法制备得到了高性能的钛酸钡/聚酰亚胺（BaTiO₃/PI）纳米复合材料。其次,利用热重分析（TGA）和介电常数测试等技术证实了所制备的BaTiO₃/PI纳米复合材料的热稳定性和高介电性等性能。接着,通过转印技术和lift-off等技术的应用以及引入可生物降解的蚕丝蛋白膜作为电极阵列的临时衬底,成功设计和制备了基于BaTiO₃/PI纳米复合材料的可植入容性生物电极阵列、基于纯聚酰亚胺（PI）的可植入容性生物电极阵列和可植入阻性生物电极阵列。最后,本论文通过三维有限元模型（FEM）、电化学阻抗谱（EIS）等技术对所制备的柔性生物电极的力学性能、电学性能等进行了表征与评估,并利用所制备的基于功能材料的柔性生物电极进行了大鼠ECoG信号和稳态视觉诱发电势（SSVEP）信号的采集,对阻性电极阵列、容性BaTiO₃/PI电极阵列和容性纯PI电极阵列这三种基于功能材料的柔性生物电极进行了对比研究。研究结果表明,通过引入蚕丝蛋白、BaTiO₃/PI纳米复合材料等功能材料可以制备得到基于功能材料的柔性生物电极;相比于阻性生物电极,本论文制备的容性BaTiO₃/PI电极阵列具有很高的电安全性;相比于现有的容性生物电极,本论文制备的容性BaTiO₃/PI电极阵列耦合面积小因而是可植入的,可以实现多通道ECoG信号和SSVEP信号的可靠采集。