来源： 时间：2022-04-29 17:35:06
科学家们已经开发了一种新的能量存储设备，该设备可以使用人体中的流体进行操作，并且可以使用更持久的，无电池的起搏器和其他可植入的医疗设备。称为生物超级电容器的生物友好储能系统由来自人体液体 (如血清和尿液) 的带电粒子或离子供电。起搏器-有助于调节异常心律-和其他可植入设备挽救了无数生命。
但是，它们由传统电池供电，这些电池最终会耗尽电量，必须更换，这意味着另一次痛苦的手术以及随之而来的感染风险。此外，电池中含有有毒物质，如果泄漏，可能会危及患者。现在，来自加利福尼亚大学洛杉矶分校 (UCLA) 和美国康涅狄格大学的研究人员建议在不使用电池的情况下将能量存储在这些设备中。他们发明的超级电容器使用来自生物流体 (如血清和尿液) 的电解质进行充电，它可以与另一种称为能量收集器的设备一起工作。
它将人体的热量和运动转化为电能-就像自动上链手表由佩戴者的身体运动提供动力一样。然后电力被超级电容器捕获。加州大学洛杉矶分校的博士后研究员Maher El-Kady说: “将能量采集器与超级电容器相结合，可以为终身植入式设备提供无尽的动力，而这些设备可能永远不需要更换。”现代起搏器的厚度通常约为6至8毫米，直径与50美分硬币的直径大致相同; 该空间的大约一半通常由电池占据。
新的超级电容器只有1微米厚-比人类头发的厚度小得多-这意味着它可以提高植入式设备的能源效率。它还可以长时间保持其性能，在体内弯曲和扭曲而不会造成任何机械损坏，并且比目前在起搏器中使用的类似尺寸的能量锂膜电池存储更多的电荷。
新型生物超级电容器包括一种称为石墨烯的碳纳米材料，该材料以修饰的人类蛋白质为电极，是一种导体，来自能量收集器的电流可以通过该导体进入或离开。加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的理查德·凯恩 (Richard Kane) 说，新平台最终还可以用于开发下一代可植入设备，以加速骨骼生长，促进愈合或刺激大脑。
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