生物医学电源可以从人体内的声波中获取能量

文章来源：北科新材浏览次数：3949时间：2020-09-02 QQ学术交流群：1092348845

一种新型材料可以使用超声波穿透人体皮肤对生物电子植入物进行充电，且可以消除对起搏器等设备中的电池进行侵入性更换操作的必要。

沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员认为，水凝胶（长聚合物分子交联形成的三维网状结构）可以通过吸收穿透人体的声波而进行发电。

电子设备越来越多地被用于解决严重长期的健康问题，例如用于调节心跳的起搏器，释放胰岛素的电子泵以及植入式助听器。

此类设备在设计时，通常要尽量缩小尺寸减轻重量，并且对身体没有毒性作用，以使患者感到舒适

而为此类设备供电通常是设计方面的难题，为了提高患者的治疗效果则需要最大限度地减少外部操作（例如更换电池）的必要性。

水凝胶可以在容纳大量的水并具有导电性，其柔软且可拉伸的质地，非常适合在人体中使用。

该研究小组将聚乙烯醇与MXene纳米片（一种过渡金属碳化物）相结合，打造了M-gel。

正如将盐溶解在水中可以使水具有导电性一样，我们使用MXene纳米片来制造水凝胶，我们惊讶地发现所产生的材料可以在超声波的作用下发电。

——首席作者Kanghyuck Lee

当施加外力使水中的电离子流填充水凝胶时，M-gel便会产生电流。当此外力是超声波作用的结果时，该效应称为流动振动电势（streaming vibration potential）。

阿卜杜拉国王科技大学团队通过使用一系列超声源（包括许多实验室中使用的超声头和医院中用于成像的超声探头）对这一概念进行验证。他们能够给埋在牛肉中几厘米深电子设备快速地进行充电。

这是MXene水凝胶巨大潜力的另一个应用范例。我们实验室一直在进行MXene水凝胶在传感和能源应用方面的研究工作。

——研究人员Husam Alshareef

今年2月，来自美国团队展示了一种可穿戴传感器，该传感器可以帮助医生在健康危机发生之前远程检测心力衰竭患者的关键变化。

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文章来源:IET工程技术

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