全可降解生物微能量收集器件的研究

基本信息
批准号:31571006
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:李舟
学科分类:
依托单位:北京纳米能源与系统研究所
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王心心,范凤茹,郑强,江文,石波璟,金一鸣,田静静,赵璐明,欧阳涵
关键词:
微机电系统植入式器件电源方案植入式生物检测器件
结项摘要

Recently, the most important progress in electronics was the degradable devices. Those new devices were based on biodegradable and bio-safe materials to design functional devices for in vivo applications. Those degradable devices can be implanted into human body and don’t need post-treatment when they lose efficacy. With this obvious advantage, the degradable devices have great potential in medical and personal healthcare field. However, the power source of medical electronic device is still based on Li-ion battery, which can’t be biodegradable in vivo and limit the whole system to reach fully dissolvable. If we can design a new energy system by biodegradable and bio-safe materials, this crucial problem will be solved. Nanogenerator (NG) is a kind of nanodevice which can reclaim the micro energy in the environment and generate electricity. The proposer worked in this field for years in developing implantable NGs and demonstrated several examples successfully. In this proposal, the vital scientific problem is how to design a degradable in vivo micro energy reclaim device based on the principle of NG by biodegradable and bio-safe materials. Our research work will focused on three parts: 1) design a fully degradable NG (FDNG) which can generate electricity; 2) based on the procedure of packaging and the material treatment, regulate and control the lose efficacy and degradation time of FDNG; 3) the biocompatibility and biosafte research on FDNG.

植入式器件领域最新的研究热点是可降解电子器件,其以环境友好生物可降解材料为基础,构建生物体内可降解的新式功能性电子器件,因此具备了无需手术再处理的独特优势,在健康监护和个人医疗产品等领域具有巨大应用潜力。然而,可降解电子器件需要摆脱对锂电池等现有能源供给方式的依赖,使用同样可降解的能源供给模块才能实现真正的全可降解。纳米发电机(NG)是一种可收集环境中机械运动的微能源并转化为电能的纳米器件。申请人长期从事基于纳米发电机构建植入式能源的研究工作,已研制了不同类型的植入式NG。本课题关键科学问题是根据NG基本原理和结构,使用生物可降解材料研制生物微能量收集器件——全可降解纳米发电机(FDNG),研究各种可降解材料的力学性能、电荷驻留和转移、介电常数与发电能力的关系,研究材料的表面化学和固体化学性能、生物酶降解活性与器件降解过程的关系,实现对FDNG在体发电能力、体内失效和降解时间的调控。

项目摘要

植入式器件领域最新的研究热点是可降解电子器件,其以环境友好生物可降解材料为基础,构建生物体内可降解的新式功能性电子器件,因此具备了无需手术再处理的独特优势,在健康监护和个人医疗产品等领域具有巨大应用潜力。然而,可降解电子器件需要摆脱对锂电池等现有能源供给方式的依赖,使用同样可降解的能源供给模块才能实现真正的全可降解。纳米发电机(NG)是一种可收集环境中机械运动的微能源并转化为电能的纳米器件。申请人长期从事基于纳米发电机构建植入式能源的研究工作,已研制了不同类型的植入式NG。本课题关键科学问题是根据NG基本原理和结构,使用生物可降解材料研制生物微能量收集器件——全可降解纳米发电机(FDNG),研究各种可降解材料的力学性能、电荷驻留和转移、介电常数与发电能力的关系,研究材料的表面化学和固体化学性能、生物酶降解活性与器件降解过程的关系,实现对FDNG在体发电能力、体内失效和降解时间的调控。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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