摩擦电黑科技：心脏起搏器电池新突破

摩擦电黑科技：心脏起搏器电池新突破

引用

MedSci-临床研究与学术平台

等

9

来源

1.

https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=17e582653207

2.

https://www.sohu.com/a/850916158_121814811

3.

https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2024/12/2024129141041225125099.shtm

4.

https://edu.gmw.cn/2024-05/22/content_37337503.htm

5.

https://mspslab.cn/news/eesng/

6.

http://www.nanobiolab.cn/h-col-103.html

7.

https://wenderfeng.top/article/2dd61020-1102-459e-a165-c36ede1e7f08

8.

https://www.fraunhofer.cn/plus/list.php?tid=13

9.

https://www.phirda.com/artilce_37383.html?module=trackingCodeGenerator

心脏起搏器是治疗心律失常等心脏疾病的重要医疗设备，但其电池寿命有限，通常需要5-15年更换一次。近年来，摩擦纳米发电技术（Triboelectric Nanogenerator，TENG）的出现，为解决这一问题带来了新的希望。

摩擦纳米发电技术是一种新型的能量转换技术，其基本原理是通过接触分离产生电能。当两种不同材料接触并分离时，会在界面上产生电荷转移，从而产生电流。这种现象被称为摩擦起电效应。

清华大学研究团队在《Energy & Environmental Science》期刊上发表的研究，对摩擦纳米发电机的理论模型进行了系统分析和数学推导。他们提出了一个自洽理论模型，能够更准确地描述电荷分布和转移过程，为TENG的设计和优化提供了重要基础。

摩擦纳米发电技术在心脏起搏器中的应用，主要体现在自供电心脏贴片的开发上。广州医科大学王乐禹团队与加拿大曼尼托巴大学Malcolm Xing团队合作，在Nature Communications期刊上发表的研究，展示了一种新型的自供电仿生三位一体摩擦电纳米发电机。

这种心脏贴片具有独特的双间隔结构，能够同时实现能量收集、治疗和诊断功能。贴片中的聚多巴胺修饰的还原氧化石墨烯膜作为电极，通过接触分离产生摩擦电荷。同时，仿生叶脉结构的设计增加了有效接触面积，进一步提升了发电效率。

目前，摩擦纳米发电技术在心脏起搏器领域的应用仍处于实验阶段，但已展现出良好的前景。中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟研究员团队在该领域持续领跑，其开发的自供能无导线心脏起搏器项目已获得多项国际奖项。

然而，要实现商业化应用，仍面临一些挑战：

1. 需要进一步提高能量转换效率
2. 需要确保长期使用的可靠性和安全性
3. 需要解决设备小型化问题

尽管如此，摩擦纳米发电技术的出现，无疑为心脏起搏器的发展开辟了新的方向。未来，随着技术的不断进步，我们有望看到这种自供电设备在临床上得到广泛应用，为心脏病患者带来福音。