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EES(IF=32):中南大学周江- 生物相容性和稳定的准固态锌离子电池,用于实时响应的无线可穿戴电子设备

论论资讯 | 2024-05-27 816热度

Energy and Environmental Sciences

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Biocompatible and stable quasi-solid-state zinc-ion batteries for real-time responsive wireless wearable electronics

Zhang B.; Cai X.; Li J.; Zhang H.; Li D.; Ge H.; Liang S.; Lu B.; Zhao J.; Zhou J.

Published:2024-01-01
DOI:10.1039/d4ee01212g

研究背景

随着人们对个性化医疗的需求不断增加,可穿戴设备在持续监测肌肉活动、数据存储和反馈治疗交付方面展现出创新性方法。然而,目前可穿戴电子设备的发展受到了电源供应繁琐、电化学稳定性差、含有有毒成分以及商业传感器刚性等问题的制约。

研究内容

这项研究在《Energy and Environmental Science》期刊上发表,题为《生物相容且稳定的准固态锌离子电池,用于实时响应的无线可穿戴电子设备》。研究围绕着设计一种生物相容、轻便灵活的尿素(Ur)修饰的海藻酸钠(SA)复合水凝胶(Ur-SA),作为可穿戴应变传感器和柔性锌离子电池(ZIBs)的电解质。通过调制Zn2+的溶剂化结构和Ur-SA中原位生成的电解质/电极界面,这种电池保证了可穿戴传感系统的稳定能源供应。Ur-SA的灵活性和优越的生物相容性通过体内植入验证了其优越的传感性能。这种模块化可穿戴传感系统由平面ZIBs驱动,具有卓越的操作耐久性,确保了对微控制器单元(MCU)和生物相容的Ur-SA应变传感器的稳定能源供应,从而持续监测实时生理信号和人体运动,然后将其无线传输到手机。

研究意义

这一设计原则为多价半固态电化学、医疗保健、可植入生物材料和生物医学设备提供了新的见解。研究的创新性在于实现了安全、稳定和生物相容的集成可穿戴监测系统,为未来的个性化医疗和电子设备发展提供了有力支持。 希望这篇文章能够帮助你更好地了解这项关于可穿戴技术和电化学稳定性的前沿研究!

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