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  當(dāng)今社會(huì)，隨著人口老齡化的加劇和肥胖癥、脂肪肝等慢性疾病的增加極大的提升了社會(huì)醫(yī)療體系的壓力。在5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等的推動(dòng)下“智慧醫(yī)療”理念被推出，有望實(shí)現(xiàn)高效率的互聯(lián)網(wǎng)診斷和遠(yuǎn)程醫(yī)療，大大降低了人們的醫(yī)療成本。同時(shí)可以利用各種傳感設(shè)備對(duì)人體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)防和治療多種慢性疾病。在這個(gè)背景下，植入式生物電子學(xué)尤為重要，因?yàn)樗梢约傻饺梭w中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物醫(yī)學(xué)至關(guān)重要的診斷和治療。自1958年第一個(gè)植入式心臟起搏器植入人體以來(lái)，針對(duì)特定疾病開發(fā)了各種類型的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。這些設(shè)備促進(jìn)了持續(xù)的生物醫(yī)學(xué)研究，并有望治療無(wú)數(shù)患者。盡管植入式生物電子學(xué)的發(fā)展正朝著軟性、小型化、可生物降解和多功能性的方向發(fā)展，但缺乏理想的可植入電源限制了其在臨床上的應(yīng)用�？芍踩爰{米摩擦發(fā)電設(shè)備、壓電設(shè)備以及可植入生物燃料電池的出現(xiàn)使得人體內(nèi)部的動(dòng)能和化學(xué)能可以很容易的轉(zhuǎn)化為電能，但如何存儲(chǔ)和管理這些能量是一個(gè)新的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，蘭州理工大學(xué)冉奮教授課題組撰寫的評(píng)述性文章“Emerging Design Strategies Toward Developing Next-Generation Implantable Batteries and Supercapacitors”發(fā)表在材料領(lǐng)域期刊Advanced Functional Materials上；蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院先進(jìn)高分子材料專業(yè)尉梅梅博士為第一作者。

圖1.可植入能源存儲(chǔ)設(shè)備的基本要求和發(fā)展方向

  該綜述針對(duì)為可植入醫(yī)療電子設(shè)備供電的下一代能源存儲(chǔ)設(shè)備，總結(jié)了其最新的研究進(jìn)展和設(shè)計(jì)原則，這些新型的儲(chǔ)能器件包括生物相容性電池和超級(jí)電容器、微型化、可拉伸/可變形電池和超級(jí)電容器、可降解、可食用以及可注射儲(chǔ)能器件。更重要的是，在此基礎(chǔ)上對(duì)未來(lái)更加理想的植入式儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行總結(jié)和展望。理想的下一代儲(chǔ)能設(shè)備的設(shè)計(jì)在保證植入安全性和實(shí)現(xiàn)多功能性的前提下應(yīng)該滿足：1）可以在開放的人體環(huán)境中以體液作為電解液工作；2）器件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一體化；3）可以在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)自充電。

文章亮點(diǎn)：

  提出可植入儲(chǔ)能器件的基本要求和材料選擇的原則。

  對(duì)目前最先進(jìn)的可植入電池和超級(jí)電容器進(jìn)行總結(jié)。

  討論了在以體液作為電解液的開放體系中的儲(chǔ)能機(jī)制和影響因素。

  提出了下一代可植入電池和超級(jí)電容器的“一體化”結(jié)構(gòu)和“自充電”充電方式。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202301877