，而应考虑到发明人能够适当地限定所述术语和单词的原理被理解为具有与本发明的精神对应的含义和概念，以便用最好的方法来描述其发明。
[0024]如本文中使用的，术语“碳纳米管”是指具有细长管的形状的大分子，其直径为1至200nm的量级，并且其长度为数微米至数毫米的量级。如有必要，在本文中使用术语“碳纳米管”以意指存在小量的诸如导电率改进剂的添加剂。如有必要，在本文中使用术语“碳纳米管”以旨在包括在合成之后用表面改性剂改进其表面的碳纳米管。在本发明的上下文中，本文中使用的术语“碳纳米管”可以是指单壁纳米管(SWNT)或多壁纳米管(MWNT)。术语“碳纳米管”可以是指在无需被切割的情况下延伸的碳纳米管的一个独立串或者通过对碳纤维进行交织而构造的细纱的一部分(细丝或串)。
[0025]碳纳米管具有非常高的纵横比(长度/直径)。例如，纵横比可以在100至1，000的范围内，通常在80至300的范围内。碳纳米管没有金刚石和石墨密集，但是碳纳米管具有高强度合金的几十倍的机械强度。碳纳米管的导电率比铜的导电率高。碳纳米管具有比金刚石的热导率高约2倍的热导率。碳纳米管在高温(约750°C)下稳定。除了这些理想的特性以外，碳纳米管与金属材料相比还更少地被电磁场加热，这被认为是因为与金属的自由电子不同，碳纳米管的电子被限制在sp2杂化轨道中。
[0026]当大量生产的碳纳米管被简单地用作散装材料时，难以获得各个碳纳米管在微观水平下的优异的导电率。这是因为在大块聚集体(aggregate)中的相邻的纳米管串之间产生接触电阻，导致纳米管的导电率的降低。
[0027]作为对找出与使大块纳米管聚集体的性能恶化的接触电阻关联的问题的技术解决方案的广泛研究的结果，发明人已经通过使纳米管聚集体致密化成功开发出具有优异纳米管特性的基于碳纤维的电极材料，并且最终完成了本发明。
[0028]本发明的一个方面提供了碳纤维作为用于神经刺激装置的电极材料。该碳纤维具有1至1000 μ m的厚度、0.01至5.00g/cm的线密度、以及100至1，000，000的纵横比。该碳纤维可以被单独地用来生产用于神经刺激装置的电极。
[0029]由于本发明的碳纤维在以上限定的相应的范围内具有小的厚度和线密度，因此其具有优异的机械强度、弹性和导电率。被公认为最出色的用于神经刺激的商用电极的铂铱电极的厚度在1.27mm的量级。与之相比，本发明的电极材料即使在20 μπι的厚度下也可容易操作，使得能够显著地保护神经部位免受不必要的刺激。在本发明的一个特定实施方式中，该电极材料具有10至100，OOOMPa的拉伸强度。因此，本发明的电极材料能够被用来生产具有比铂铱电极高得多的拉伸强度的电极，所述铂铱电极的拉伸强度位于1000至1200MPa的范围内。另外，使用根据本发明的电极材料能够生产展现出诸如强度这样的大范围的物理性质的电极。
[0030]在本发明的一个实施方式中，作为用于神经刺激的电极材料的碳纤维是碳纳米管的细纱。在一个实施方式中，该纳米管的细纱可以被扭曲。在另外的实施方式中，该纳米管的细纱是通过没有扭曲的自旋(spin)而获得的纳米管的细纱。在更具体的实施方式中，该碳纳米管的细纱是通过基于流体的致密化而获得的碳纳米管的细纱。
[0031]尚未经受致密化的纳米管的细纱也被称为“低密度纳米管的细纱”。术语“低密度纳米管的细纱”被用于将尚未经受致密化的纳米管的细纱与已经受致密化的纳米管的细纱区分开。低密度纳米管的细纱具有约0.01至5.0Og/cm的线密度。作为低密度纳米管的细纱，可以例示通过从垂直定向的碳纳米管的聚集体(例如，纳米森林)拉制纳米管并且使所拉制的碳纳米管自旋而获得的纳米管的细纱。低密度纳米管的细纱可以具有高的接触电阻，这使得其难以充分地确保各个纳米管的高金属强度和导电率。
[0032]在本发明的一个特定实施方式中，通过将低密度细纱浸在挥发性溶剂中并且将该溶剂进行蒸发来执行基于流体的致密化。作为基于流体的致密化的结果，使细纱的纹理致密化。当使浸渍有挥发性溶剂的碳纳米管纤维干燥时，纳米管串通过表面张力而变得密集，并且这些串之间的空间减小。在经致密化的纳米管的细纱中，利于组成的碳纳米管串之间的负荷传递，使得能够容易地展示碳纳米管的固有的优异的机械性质。在经致密化的细纱中比在低密度碳纳米管的细纱中存在更小量的电子跳跃路径，有助于改进经致密化的细纱的导电率。总之，已经受致密化的碳纳米管的细纱能够展现与微米至纳米级的各个碳纳米管细丝的电性质、机械性质和热性质接近的优异的电性质、机械性质和热性质。
[0033]本发明的另外的方面提供了包括由碳纤维组成的电极以及在该电极上涂覆的绝缘体涂层的电极组件。
[0034]图2是根据本发明的一个实施方式的电极组件的示意图。参照图2，电极组件200包括由碳纤维(优选到为碳纳米管的细纱)组成的电极210、以及被涂覆以包围电极210的绝缘体涂层220。绝缘体涂层220作为一个整体包围电极，使得电极的至少一部分暴露在外部。绝缘体涂层220用来防止电极与身体电接触。由电极的暴露部分限定神经刺激部215。当神经刺激部215与期望的神经部位接触时，从神经递质生成的电信号能够通过神经刺激部215被递送至该期望的神经部位。与常规杆状的金属电极不同，韩国专利公开N0.10-2010-0065678描述了使用由纳米结构组成的电极尖端(tip)的脑刺激电极。具体地，该脑刺激电极包括金属线形式的支承部以及在该支承部上支承的电极尖端。该电极尖端可以由包括碳纳米管的金属或者半金属材料制成。本发明的电极组件200在结构上与该韩国专利公开中描述的电极结构不同。电极组件200不包括彼此明显地分开的支承部和由纳米结构组成的电极尖端，而是由碳纤维组成为一个整体。根据本发明的电极组件的脑刺激电极不使用金属线，而现有技术的电极经受由于MRI系统的磁场而导致的金属线的过热。
[0035]电极组件200的整个长度可以根据期望的用途而改变，并且可以例如为5cm至10000cm。优选地，电极组件200具有在50cm至1000cm的范围内的整个长度。在该范围内，电极组件200能够高效地使热的产生最小化，使得刺激能够从电池递送至脑深部中的目标部位。另一方面，电极210的神经刺激部215的长度为0.01cm至5cm，优选地为0.1至1cm。如果神经刺激部215比上文限定的下限短，则神经刺激部215可能不与目标部位接触，导致目标部位的弱刺激。此外，如果神经刺激部215比上文限定的上限长，则刺激可能不被正确地递送至目标部位。如图2中例示的，电极210的主体的大部分覆盖有绝缘体涂层220，并且绝缘体涂层220的一端可以保持不被覆盖并暴露。在另选的实施方式中，神经刺激部215可以形成在除了电极210的两端以外的位置处。也就是说，可以布置电极210的多个暴露的部分。例如，绝缘体涂层220可以覆盖电极210的整个表面，包括电极210的两个端部，并且可以按均匀的间隔布置电极210的两个至四个暴露的部分215。图3是根据本发明的另外的实施方式的电极组件的示意图。参照图3，电极组件200可以被构造为使得四个神经刺激部215被暴露。
[0036]在本发明的电极组件200中，电极210用来将用于神经刺激的电信号递送至神经刺激部215，并且用来向分析器发送和递送由神经刺激部215检测的电神经信号。从外部生成用于神经刺激的电信号。本发明的电极组件200可以包括适配器(未示出)，通过该适配器，电极210能够连接到外部的神经刺激器或连接器。
[0037]在本发明的电极组件200中，绝缘体涂层220包围电极210的整个表面，并且使电极210与身体电绝缘。绝缘体涂层220可以由有机材料或无机材料(通常为聚合树脂)组成。在一个实施方式中，绝缘体涂层220可以由生物相容性聚合树脂组成。适用于绝缘体涂层220的材料的具体示例包括酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺甲醛树脂、不饱和聚酯树脂、二芳基邻苯二甲酸酯、环氧树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯，聚-4-甲基戊烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈树脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁