IV和细胞液体动力柔性电池

IV和细胞液体动力柔性电池

研究人员在中国设计的可弯曲电池,可以运行在身体启发液体如正常四盐水溶液和细胞培养基。

这是一种利用生物相容性电解质的纤维状可植入电池的艺术表现。SMT贴片加工

在工作中,发表在8月10日的期刊化学(“多功能柔性水钠离子电池具有高安全性”),作者设计了替代锂离子电池通过专注于可穿戴电子产品如smartwatches和植入式电子安全要求的机械应力的要求。

“目前的电池用于医疗的锂电池植入物通常有刚性的形状,”共同作者雍刚望说,复旦大学化学系教授、能源材料化学协同创新中心”。此外,大多数报告的柔性电池是基于易燃的有机或腐蚀性电解质,其安全隐患和可穿戴设备的生物相容性差,更不用说植入性电池了。

可穿戴和可植入电池的安全措施通常涉及结构加固,以防止危险化学品泄漏。相反,研究人员,由王和高分子科学教授惠胜鹏,换出那些有毒和易燃液体的廉价和环保意识的钠离子溶液。

在这些解决方案中,有两种适合植入装置的生物相容性,因为它们不会对人体的表面或内部造成伤害。虽然电解液泄漏仍然是多余的,它的危害是由或生理盐水注入身体大多数IV治疗或细胞培养液中含有氨基酸、糖的使用最小化,除了钠离子维生素从而模仿人类细胞的液体包围。

摆脱了泄漏的担忧,这可能需要如此多的保护材料,电池变得笨重,不屈不挠,研究人员设计了两类柔性电池–二维“带”状的电池,他们坚持薄电极膜净钢绞线和一维的纤维状电池,纳米电极材料在嵌入式碳纳米管的骨干。除了测试生物相容性流体之外,作者还测试了普通硫酸钠,一种安全且相当惰性的溶液,作为适合于外部可穿戴设备的液体电解质。

以硫酸钠溶液作为电解液,两种电池的性能都超过了可报道的可穿戴锂离子电池的充电容量(电池没有充电时能运行多久)和输出功率的大小。当作者折叠并弯曲电池以模仿手臂周围的传感器、手表或类似装置的冲击时,这种性能就消失了。

盐水和细胞培养电池的电荷保持能力仅略有降低,很可能是因为钠离子含量低于硫酸钠溶液。

一个不希望的副作用涉及他们的纤维形状的电池,甚至指向研究人员可能的生物医学应用。构成一维电池骨架相同的碳纳米管也能加速溶解氧为氢氧根离子的转换,这一过程对电池的有效性如果不加以控制,但作为一个独立的过程具有治疗潜力用于治疗癌症和细菌感染。

王说:“我们可以将这些纤维状电极植入人体,以消耗人体必需的氧气,尤其是那些难以注射的药物。”脱氧甚至消灭癌细胞或病原菌,因为他们在生活环境的博士课程的变化非常敏感,这是假设的现在,但我们希望进一步与生物学家和医学科学家研究。”

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