IT 之家 11 月 22 日消息,蘭州大學物理學院近日更新動态,在蘭偉教授的帶領下,柔性電子科研團隊針對生物可降解能源系統研究領域,取得了新的進展。
該柔性電子科研團隊針對體内植入特殊應用場景,全部選用生物可降解材料,通過構建異質結和利用凝膠電解質的離子限域效應,獲得電化學性能優異的鋅離子混合超級電容器,将其作爲生物可降解能源系統的電能儲存模塊。
科研團隊爲提升系統的持續供電能力,集成了無線充電模塊與電能儲存模塊,構成一體式柔性生物可降解供能系統。
該系統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。
無線電力輸送設備由鎂線圈組成,當外部發射器線圈放置在植入物上方的皮膚上時,鎂線圈會爲設備充電。
線圈在皮膚下吸收的能量通過電路,然後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锂電池少,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,結果證實電化學氧化制備的 MoOx 微納米片和 Alg-Na 電解質具有較高的生物相容性。
器件封裝後,在模拟體液環境(37 ℃,0.1 mM PBS 溶液)中可以有效工作 30 天,任務完成後會完全降解。将器件植入到 SD 大鼠背部皮下六個月後,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症。
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。