我校曾柱,、鄭強團隊聯(lián)合北京納米能源與系統(tǒng)研究所的研究團隊在開發(fā)可降解植入式自驅(qū)動電子醫(yī)療器件方面取得了重大突破,。針對傳統(tǒng)可降解電子材料難以兼顧抗溶脹與柔韌性，從而在植入過程中易失效的問題,。通過將生物來源的β-乳球蛋白纖維引入聚乙烯醇（PVA）氣凝膠材料,，研究人員成功制備了柔韌且抗溶脹的新型可降解摩擦電材料，顯著提高了可降解摩擦納米發(fā)電機（TENG）的機械性能和摩擦電性能,，代表了在生物醫(yī)學應用中使用可降解能源的進一步突破,。該研究已發(fā)表在《Advanced Science》期刊上,，影響因子14.3。
可降解摩擦納米發(fā)電機（TENG）作為自供電傳感器和可降解能源在瞬態(tài)醫(yī)療設(shè)備中具有巨大潛力,。然而,，傳統(tǒng)的可降解材料往往存在機械韌性不足，易溶脹且接觸起電性能較低的問題,，限制了其實際應用效果,。為了克服這些挑戰(zhàn)，研究團隊采用了一種生物大分子輔助增強策略,，將β-乳球蛋白纖維（BF）引入PVA氣凝膠材料中,。
bi-TENG的制備、BF-PVA的柔韌性,、摩擦電性,、耐溶脹性。
結(jié)果顯示,，與純PVA薄膜相比,，該材料的斷裂強度提高了8倍，柔韌性提高了4倍,。
BF-PVA由于骨架改良,，機械性能大幅提升。
通過利用β-乳球蛋白纖維與PVA基體之間的相互作用,，材料的機械韌性和摩擦電輸出得到了顯著提高,。BF-PVA材料的電輸出增加了近5倍，使其成為下一代植入式生物醫(yī)學設(shè)備的理想選擇,。
BF-PVA的表面電勢和摩擦電輸出,。
研究團隊還展示了這種可降解TENG（bi-TENG）作為肌肉活動傳感器的實際應用，可實時監(jiān)測神經(jīng)肌肉過程,。這類設(shè)備在監(jiān)測神經(jīng)損傷恢復和其他生物醫(yī)學應用中可能起到重要作用,，提供了一種可持續(xù)且微創(chuàng)的醫(yī)療診斷解決方案。
bi-TENG作為傳感器靈敏度和線性度優(yōu)異,，并實現(xiàn)大鼠胸廓呼吸和腿部肌肉的監(jiān)測,。
成功開發(fā)的BF-PVA摩擦電材料標志著瞬態(tài)電子學領(lǐng)域的一項重大進展。BF-PVA氣凝膠的增強柔韌性,、韌性和電性能表明,，它們可以用于各種可降解的醫(yī)療設(shè)備，推動環(huán)境可持續(xù)性和先進醫(yī)療解決方案的發(fā)展,。該研究強調(diào)了瞬態(tài)電子學的巨大潛力,，這類電子設(shè)備在完成其功能后可降解或溶解，從而減少廢棄物并消除外科移除的需求,。通過提高植入式TENG的性能和可降解性,，這項工作使科學界更接近于開發(fā)實用的,、環(huán)保的生物醫(yī)學應用解決方案。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409914
本文共同通訊作者：鄭強教授,、曾柱教授,，貴州醫(yī)科大學生物與工程學院（健康醫(yī)藥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院）；李舟研究員,、歐陽涵研究員,，中科院北京納米能源與系統(tǒng)研究所。本文第一作者為貴州醫(yī)科大學在讀碩士,，權(quán)怡暢,。
