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[兰州大学报]兰州大学研制一种纳米发电装置
心脏起搏器有望成为“永动机”

日期: 2014-10-31 点击: ...
   

作者:记者 吴振荣 学通社记者 柯溢能

把器件植入兔子体内,插图是纳米发电机的实物图,一个长大约3.5cm,宽大约1.5cm的发电机

纳米发电机的示意图:由PET基底,两个电极,PDMS及合成的BZT-BCT纳米线薄膜组成

  心脏起搏器的发明挽救了许多心脏病患者的生命,但是因为起搏器电池耗尽就要手术置换新的起搏器,这又给患者添了心病。根据患者病情,一个心脏起搏器因为电量限制使用年限在5-8年,而这之后,需要通过手术更换新的起搏器。这不但造成了患者的二度手术的痛苦,加重了经济负担,而且更换除电池外依旧完好的起搏器也是对资源的一种浪费,由“兰州大学生物医学纳米技术研究中心”最新研究的纳米发电机有望解决起搏器持续供电问题。

  研究组通过对BZT-BCT纳米线这种新型高性能无铅纳米材料的研究,利用这种材料制备了纳米发电机。纳米发电机由PET基底,两个电极,PDMS及合成的BZT-BCT纳米线薄膜组成。其中BZT-BCT纳米线薄膜是一种具有高压电系数的无铅材料,它可以收集机械能,比如人体运动、心脏搏动、肌肉收缩、血液流动、动脉收缩产生的机械能量,并将这些能量转化为电能提供给纳米器件。这一纳米发电机所产生的电能足够供给纳米器件或系统所需,从而实现纳米器件能量自供。

  任何一种新的仪器要使用进入人体内,首先必须研究其对人体是否具有毒性或者伤害。研究组在实现纳米装置的能量转化之外,首先考虑到的是该装置的生物组织相容性。研究组通过大量的体外体内实验表明,利用BZT-BCT纳米线制备的纳米发电机具有很好的生物相容性,植入体内不会对周围的组织有任何的损伤。

  目前,实验已经成功完成了体内纳米发电机驱动纳米器件供能的动物实验研究。对于将来对机械能收集装置的发展,研究中心景涛教授认为,初步成果说明我们这个中心研究的方向是正确的。接下来会通过对纳米材料的优化、发电持续性及是否蓄电等方面做出更加精确的研究,争取早日应用于临床,给患者带来福祉。

  (《兰州大学报》2014年第13期 总第859期一版)图文链接请点击

文:吴振荣,柯溢能
图:
编辑:许文艳
来源: 兰州大学报
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