11月22日消息,蘭州大學(xué)物理學(xué)院近日更新動(dòng)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研究領(lǐng)域,取得了新的進(jìn)展。
該柔性電子科研團隊針對體內植入特殊應用場(chǎng)景,全部選用生物可降解材料,通過(guò)構建異質(zhì)結和利用凝膠電解質(zhì)的離子限域效應,獲得電化學(xué)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的電能儲存模塊。
科研團隊為提升系統的持續供電能力,集成了無(wú)線(xiàn)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(huì )造成生物組織的任何機械損傷。
無(wú)線(xiàn)電力輸送設備由鎂線(xiàn)圈組成,當外部發(fā)射器線(xiàn)圈放置在植入物上方的皮膚上時(shí),鎂線(xiàn)圈會(huì )為設備充電。
線(xiàn)圈在皮膚下吸收的能量通過(guò)電路,然后進(jìn)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(xué)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(jìn)行了細胞毒性的評估,結果證實(shí)電化學(xué)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(wù)完成后會(huì )完全降解。將器件植入到SD大鼠背部皮下六個(gè)月后,通過(guò)新陳代謝被完全吸收,期間未觀(guān)察到嗜中性粒細胞和明顯的炎癥。