IT之家 11 月 22 日消息,蘭州大學物理學院近日更新動態(tài),在蘭偉教授的帶領(lǐng)下,柔性電子科研團隊針對生物可降解能源系統(tǒng)研究領(lǐng)域,取得了新的進展。
該柔性電子科研團隊針對體內(nèi)植入特殊應用場景,全部選用生物可降解材料,通過構(gòu)建異質(zhì)結(jié)和利用凝膠電解質(zhì)的離子限域效應,獲得電化學性能優(yōu)異的鋅離子混合超級電容器,將其作為生物可降解能源系統(tǒng)的電能儲存模塊。
科研團隊為提升系統(tǒng)的持續(xù)供電能力,集成了無線充電模塊與電能儲存模塊,構(gòu)成一體式柔性生物可降解供能系統(tǒng)。
該系統(tǒng)能夠完全保形地粘附在生物組織三維表面上,不會造成生物組織的任何機械損傷。
無線電力輸送設(shè)備由鎂線圈組成,當外部發(fā)射器線圈放置在植入物上方的皮膚上時,鎂線圈會為設(shè)備充電。
線圈在皮膚下吸收的能量通過電路,然后進入由混合鋅離子超級電容器(電離器)組成的儲能模塊。就其特性而言,電離器處于電容器和化學電源(如電池)之間的中間位置。雖然超級電容器每單位體積存儲的能量比鋰電池少,但它們具有高功率密度,因此可以始終如一地提供大量能量。
利用 MTT 比色法對器件所用材料進行了細胞毒性的評估,結(jié)果證實電化學氧化制備的 MoOx 微納米片和 Alg-Na 電解質(zhì)具有較高的生物相容性。
器件封裝后,在模擬體液環(huán)境(37 ℃,0.1 mM PBS 溶液)中可以有效工作 30 天,任務完成后會完全降解。將器件植入到 SD 大鼠背部皮下六個月后,通過新陳代謝被完全吸收,期間未觀察到嗜中性粒細胞和明顯的炎癥。
IT之家附上論文參考地址:Hongwei Sheng et al.,A soft implantable energy supply system that integrates wireless charging and biodegradable Zn-ion hybrid supercapacitors.Sci. Adv.9,eadh8083(2023).DOI:10.1126/sciadv.adh8083。
蘭州大學新聞稿地址:http://phy.lzu.edu.cn/info/1051/13242.htm。
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