【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組(508組)吳忠?guī)浹芯繂T團隊和遼寧省腫瘤醫(yī)院張鑫豐教授團隊合作在環(huán)境友好和可植入式儲能器件開發(fā)方面取得新進展，研制出可自然降解且生物相容的可植入微型超級電容器。
 

　　微型超級電容器在未來可穿戴和可植入電子設備領域具有應用潛力，但用于微型超級電容器的傳統(tǒng)材料往往不可降解且具有生物毒性，無法實現(xiàn)器件在體內(nèi)的穩(wěn)定存留，并會產(chǎn)生大量的電子垃圾，難以滿足未來器件的無害化和可植入的使用需求?？山到獠牧显谧匀粭l件下可以被分解為無害的小分子，而且通常具有優(yōu)異的生物相容性，是制備可降解和可植入微型超級電容器的首選材料。
 

　　本工作中，研究人員將具有良好可降解性的淀粉和聚己內(nèi)酯(PCL)制備成為封裝材料和柔性基底，并采用羧甲基纖維素和膨潤土調(diào)節(jié)電極和電解質(zhì)漿料的流變性，在此基礎上結(jié)合團隊前期開發(fā)的3D打印策略(Energy Storage Mater.，2023；Adv. Mater.，2022；J. Energy. Chem.，2021)構(gòu)筑出可降解的可植入平面微型超級電容器。由于器件使用的所有高分子材料均具有可降解特性，該微型超級電容器在天然土壤中90天左右實現(xiàn)了順利降解。此外，高濃鹽電解質(zhì)的應用賦予了該器件優(yōu)異的耐低溫性能，其在-20℃條件下仍可以正常工作。高生物相容性的PCL/淀粉膜的封裝使得該器件可以在生物體內(nèi)(SD大鼠)穩(wěn)定存在而不損害周圍組織。本工作為設計與創(chuàng)制環(huán)境友好且生物相容的可降解可植入微型儲能器件提供了新途徑。
 

　　該工作以“A Biodegradable High-Performance Microsupercapacitor for Environmentally Friendly and Biocompatible Energy Storage”為題，發(fā)表在《美國化學會 納米》(ACS Nano)上。該工作的第一作者是我所508組博士后吳魯和遼寧省腫瘤醫(yī)院博士后康悅。上述工作得到了國家自然科學基金、我所創(chuàng)新基金等項目的資助。(文/圖 吳魯、師曉宇)