L'aumento delle malattie neurologiche e cardiovascolari sta richiedendo sempre più dispositivi elettronici medicali impiantabili e le loro esigenze in termini di prestazioni sono in aumento.Questi dispositivi elettronici includono principalmente: sensori di pressione intracardiaci, pacemaker cardiaci, Defibrillatori cardiaci, stimolatori neurali cerebrali / neurali, ecc. L'impianto in vivo a lungo termine pone elevate esigenze in termini di volume, stabilità e biocompatibilità dei dispositivi medici impiantabili. Principalmente si basano su batterie ricaricabili e non ricaricabili commerciali, che spesso presentano problemi come la generazione di calore, la riduzione della capacità e la denaturazione interna nell'uso effettivo.Una volta che tali alimentatori raggiungono la fine della loro durata, il paziente deve subire una seconda operazione per rimuoverli. La rimozione in vivo, questo processo imporrà un grande onere alla psicologia e all'economia del paziente, pertanto è urgente sviluppare un nuovo alimentatore per alimentare il dispositivo elettronico impiantato e fornire una soluzione fattibile per risolvere i problemi di cui sopra.
Impiantabile attrito nano-generatore (iTENG) può essere impiantato nel corpo come un dispositivo di conversione di energia, con il suo modo unico di lavorare (elettrificazione attrito e induzione elettrostatica) ed efficace l'efficienza di conversione dell'energia di interesse pubblico. ITENG essere utilizzato per raccogliere diverse forme di energia bio-meccanica e conversione efficiente di energia elettrica, energia meccanica possono essere derivati da tale battito cardiaco biologico, la respirazione, il movimento degli arti e frequenza del polso, ecc un gran numero di esperimenti hanno dimostrato conversione iTENG di energia elettrica può essere usato con successo per stimolazione cardiaca, monitoraggio sanitario e ingegneria dei tessuti. recentemente, l'accademico straniero della Accademia Cinese delle Scienze, Pechino capo scienziato della Accademia Cinese delle Scienze Istituto di energia nano e Zhong Lin Wang, ricercatore sotto la guida del professor Li Zhouji Pechino Università di Aeronautica e Astronautica Fan Yubo Dr. Jiang Wen, Li Hu e Liu Ph.D. zhuo cinque tipi di fonti naturali come l'uso di materiali degradabili (cellulosa / chitina / SF / m carta / albume) sviluppo diversi tipi di naturale bio-assorbibile attrito interi nano-generatori (BN-Tengs). questo lavoro Cinque tipi di materiali naturali sono stati testati in combinazione e l'ordine elettrico è stato predisposto per progettare il BN-TE naturale degradabile per il futuro. I NG, così come la struttura e la selezione dei materiali di altri dispositivi per la raccolta di energia, forniscono la base di ricerca e i dati.
Il lavoro sviluppato full-assorbibile naturale biologico BN-Tengs ha buona biocompatibilità, biodegradabilità e regolabilità bioriassorbibile. Inoltre, esso ha anche ad alta efficienza di conversione energetica bio-meccanica, può essere implementato in una BN-Tengs vivo ed in opera vitro, e l'energia bio-meccanica in energia elettrica in modo efficiente, BN-Tengs tensione massima di uscita fino a 55V, corrente fino a 0,6 a, densità di potenza fino a 21.6mW m-2. utilizzando diversi metodi di confezionamento, questo lavoro È stata ottenuta la degradazione controllata di BN-TENG in vivo e in vitro.
Nel frattempo, i ricercatori hanno sviluppato BN-Tengs come una fonte di tensione per le cellule del miocardio disfunzionali, regolato con successo il tasso di cardiomiociti battere. Dopo il completamento dell'operazione pianificata BN-Tengs impiantato in topi SD, BN-Tengs ratti SD possono essere degradati e assorbiti dal bradicardia frequenza cardiaca di lavoro, aritmie cardiache e altre malattie fornire nuovi trattamenti. Inoltre, questo lavoro di sviluppo BN-Tengs ha un grande potenziale come fonte di potenza motrice dell'elettronica di dispositivi medici impiantabili, dopo completato questo compito, può essere degradato e assorbito nel corpo vivente stessa, per evitare un secondo intervento chirurgico.
I risultati della ricerca a completamente bioassorbibile Natural-materiali a base di triboelettrica nanogenerators è stato pubblicato sull'ultimo numero di "materiali avanzati.": On (Advanced Materials, DOI 10.1002 / adma.201801895) Questo lavoro è stato il Ministero della Scienza e del programma nazionale di chiave di R & S (2016YFA0202702, 2016YFA0202703), la National Science Foundation naturali della Cina (31.571.006, 81.601.629, 61.501.039), Pechino top-notch talento (2015000021223ZK21), Pechino Scienze naturali Fondazione (2.182.091 e 2.162.017) e il Dipartimento Organizzazione centrale 's top mille' e il suo team innovativo sostegno finanziario.
FIG: (a) cinque tipi di materiale di origine naturale puro; (b) - (d) BN-TENG struttura e la configurazione schematica diagramma di uno strato superficiale di attrito; (e) - (f) BN-TENG stimolazione elettrica delle cellule del miocardio come un alimentatore
