兰州大学成功研发柔性、可生物降解的超级电容器植入物

科技门 20231122

  • 柔性电子器件

“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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