除了其惰性声誉之外，使用金作为电极的主要缺点是其高成本以及所需的复杂、专业的制造工艺。这些实际障碍常常使其在资金充足的研究或高利润医疗设备之外的应用中变得不切实际，限制了其广泛采用。
金电极的核心问题并非性能上的根本缺陷，而是一系列实际和物理限制。高成本、制造复杂性和较差的机械耐用性往往在许多实际应用中抵消了其优势。
制造和成本的挑战
虽然金是优良的导体且具有生物相容性，但从原材料到功能性电极的旅程充满了实际和财务障碍。
高昂的材料和加工成本
金是一种昂贵的贵金属，因此原材料成本很高，特别是对于较大表面或大规模生产而言。
此外，制造所需的设备——例如热蒸发器、溅射系统和光刻工具——代表着巨大的资本投资。
复杂的制造工艺
制造薄膜金电极通常需要多步光刻工艺，该工艺必须在高度受控的洁净室环境中进行。
这种对专业设施和训练有素人员的依赖使得制造过程缓慢、昂贵，并且许多组织无法负担。
关键的附着力问题
金与硅、玻璃或柔性聚合物等常见基材的附着力非常差。
为了防止金层剥落，必须首先沉积一层中间的附着层，通常由钛或铬制成。这增加了制造过程中的额外步骤，也增加了另一个潜在的故障点。
物理和机械限制
金作为贵金属的价值来自于其化学稳定性，但其物理特性给电极的耐用性带来了重大挑战。
较差的机械耐用性
金是一种极其柔软的金属，因此极易受到物理接触、清洁或磨损造成的划痕和机械损伤。
这种缺乏坚固性使其不适用于需要长期使用、反复清洁或任何形式的物理磨损的应用。
易于分层
即使有附着层，金与基材之间的结合也可能是一个薄弱点。热应力、弯曲或化学暴露可能导致金膜分层或剥落，从而导致设备故障。
了解性能权衡
虽然金因其化学惰性常被认为是“金标准”，但它并非没有电化学和操作上的弱点。
对卤素的脆弱性
尽管金通常很稳定，但并非完全惰性。它可能被卤素离子氧化和腐蚀，特别是氯离子（Cl-），氯离子在血液血浆和尿液等生物流体中普遍存在。
这可能导致传感器在其预期环境中的信号漂移或完全失效。
表面污染
与大多数电极表面一样，金也容易发生生物污染，即蛋白质、脂质和其他生物分子非特异性吸附到表面。
这会使电极失活，降低其灵敏度，并需要废弃或复杂的清洁和再生程序，而这些程序可能会损坏柔软的表面。
为您的应用做出正确选择
选择电极材料需要在理想性能与成本、可扩展性和耐用性等实际限制之间取得平衡。
- 如果您的主要关注点是在受控实验室中以尽可能高的灵敏度进行原型制作：金可能是一个合理的选择，因为性能优先于成本和耐用性。
- 如果您的主要关注点是低成本、大规模生产的一次性设备：金几乎肯定不是正确的材料。丝网印刷碳或银/氯化银（Ag/AgCl）更经济且更具可扩展性。
- 如果您的主要关注点是用于现场部署的耐用、可重复使用的传感器：金的柔软性和附着力问题是主要缺陷。考虑使用更坚固的材料，如铂或玻碳。
了解这些实际限制使您能够根据项目的具体实际需求，而不仅仅是化学声誉，来选择电极材料。
总结表：
| 缺点 | 主要影响 |
|---|---|
| 高成本 | 材料和加工费用高昂，限制了其在资金充足项目中的使用。 |
| 复杂制造 | 需要专业设备（例如溅射系统）和洁净室设施。 |
| 耐用性差 | 柔软金属，易受划痕、分层和磨损损坏。 |
| 易受腐蚀 | 易受生物流体中卤素离子（例如氯离子）的影响，有传感器失效的风险。 |
| 表面污染 | 易受生物污染，降低灵敏度并需要复杂的清洁程序。 |
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