你的心跳可“发电”( 四 )

“实验证明,摩擦纳米发电机可以从走路、说话等低频运动中收集能量。而人体本身蕴含着巨大的能量,其中肌肉和肢体运动中的生物机械能最为充沛。”王中林、李舟团队满怀热情投入到基于纳米发电机的植入式和穿戴式自驱动医疗电子器件的研究中。

“让心脏起搏器能够以自驱动的方式运行,这是一件很有意义但也极具挑战性的事。我们的研究重点在于,如何通过自驱动的方式大大延长目前植入式心脏起搏器的使用寿命,甚至实现‘一次植入,终生使用’。”李舟表示。

挑战:植入式器件小型化

2014年,李舟带领团队再接再厉,重新设计制备了可用于生物体内能量收集的植入式摩擦纳米发电机,并将其植入大鼠体内,成功收集并转化了大鼠呼吸运动所产生的能量,再以电能的形式储存起来,最终实现了心脏起搏器原型机的驱动。

向着科学的高峰继续攀登,如今,王中林、李舟等人研制出新一代、真正意义上的自驱动心脏起搏器——共生型心脏起搏器(SPM)。试验显示,目前在每一个心脏运动周期SPM可获得能量0.495μJ(微焦耳),高于心脏起搏器发出一次起搏电脉冲的阈值能量(通常为0.377μJ)。换句话说,SPM在每次心动周期所收集的能量已经超过了起搏人类心脏所需要的能量。

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