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兰州大学成功研发柔性、可生物降解的超级电容器植入物

关键词:电容器

时间:2023-11-22 15:53:41      来源:中电网

兰州大学物理学院近日更新动态,在兰伟教授的带领下,柔性电子科研团队针对生物可降解能源系统研究领域,取得了新的进展。

兰州大学物理学院近日更新动态,在兰伟教授的带领下,柔性电子科研团队针对生物可降解能源系统研究领域,取得了新的进展。

该柔性电子科研团队针对体内植入特殊应用场景,全部选用生物可降解材料,通过构建异质结和利用凝胶电解质的离子限域效应,获得电化学性能优异的锌离子混合超级电容器,将其作为生物可降解能源系统的电能储存模块。

科研团队为提升系统的持续供电能力,集成了无线充电模块与电能储存模块,构成一体式柔性生物可降解供能系统。

该系统能够完全保形地粘附在生物组织三维表面上,不会造成生物组织的任何机械损伤。

无线电力输送设备由镁线圈组成,当外部发射器线圈放置在植入物上方的皮肤上时,镁线圈会为设备充电。

线圈在皮肤下吸收的能量通过电路,然后进入由混合锌离子超级电容器(电离器)组成的储能模块。就其特性而言,电离器处于电容器和化学电源(如电池)之间的中间位置。虽然超级电容器每单位体积存储的能量比锂电池少,但它们具有高功率密度,因此可以始终如一地提供大量能量。

利用 MTT 比色法对器件所用材料进行了细胞毒性的评估,结果证实电化学氧化制备的 MoOx 微纳米片和 Alg-Na 电解质具有较高的生物相容性。

器件封装后,在模拟体液环境(37 ℃,0.1 mM PBS 溶液)中可以有效工作 30 天,任务完成后会完全降解。将器件植入到 SD 大鼠背部皮下六个月后,通过新陈代谢被完全吸收,期间未观察到嗜中性粒细胞和明显的炎症。

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