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芝加哥大学开发海绵状太阳能电池 用于心脏治疗

发布日期:2022/6/16



      在一项新的研究中,芝加哥大学的科学家发现,小孔也可以改善技术,包括医疗设备。发表在《自然-材料》上的这篇论文描述了一种制造太阳能电池的全新方法:通过在顶层蚀刻孔使其成为多孔状态。


       这项创新可以构成一个侵入性较低的起搏器或类似医疗设备的基础。它可以与一个小型光源相配,以减少目前与当今起搏器一起植入的笨重电池尺寸。"海绵状"太阳能电池制作完成后的电子显微镜扫描图像显示了多孔层。芝加哥大学化学家Bozhi Tian实验室专门从事创造连接生物组织和人工材料的方法,例如调节大脑信号的导线和医疗植入物的表面。


       他们感兴趣的领域之一是制造可由光驱动的设备。我们最熟悉的是太阳能电池形式的这种技术,但它们也可以使用任何光源,包括人工光源。当在体内运行时,这种设备被称为光电化学电池,可以由植入体内的微小光纤供电。通常情况下,太阳能电池需要两层,这可以通过将硅与另一种材料(如金)结合起来,或者通过将不同种类的原子混合到每个硅层来实现。但芝加哥大学科学家发现,如果他们把一层做成多孔的,像海绵一样,就能用纯硅制造出太阳能电池。


       由此产生的柔软、灵活的电池可以小于5微米宽,这大约是一个红细胞的大小。然后,它可以与光纤配对,光纤可以做得像一缕人类头发一样薄,大大减少了植入物的整体尺寸,使其对身体更友好,不太可能引起副作用。与制造传统太阳能电池的方式相比,多孔电池有多种优势,在保持最终产品功效的同时,简化了生产过程。研究人员表示,你可以在几分钟内制造它们,而且这个过程不需要高温或有毒气体。


      然后,为了提高材料刺激心脏或神经细胞的能力,他们用氧等离子体处理,使表面层氧化。在这种情况下,氧化实际上有助于使硅材料具有亲水性,对水有吸引力,这将提高对生物组织的信号。最后,通过添加一个几原子厚的金属氧化物层,可以进一步提高设备的性能。因为所有的部件都可以被制成可生物降解的,所以科学家们可以想象该技术被用于短期的心脏治疗。




来源:cnBeta.COM

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