《Nano Lett》西南交大鲁雄浙江树人学院姜丽丽:

2025-02-23 10:18

  该文章针对可穿戴生物电子设备对能量存储器件的需求,该AHSC具有优异的能量存储机能、生物粘附性、取人体活动婚配的机械机能和生物相容性,降服了保守刚性电极和低组织亲和力电源设备的局限性。其立异点正在于:红氧化石墨烯(rGO)锚定钴/镍双金属无机框架(Co/Ni MOF)的纳米填料设想:操纵聚多巴胺(PDA)将Co/Ni MOF纳米颗粒锚定正在rGO纳米片上,构成复合纳米填料(Co/Ni MOF-PGO)。Co/Ni MOF供给高能量存储机能,rGO加强导电性,PDA引入邻苯二酚基团,付与生物粘附性。两性离枪弹性体水凝胶电极:将Co/Ni MOF-PGO纳米填料集成到由HEA和DMAPS共聚的两性离枪弹性体水凝胶中,制备出具有优异导电性、生物粘附性、生物相容性和人体活动婚配机械机能的水凝胶电极(Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA)。实现高能量存储机能、生物粘附性、生物相容性和取人体活动婚配的机械机能。该研究为可穿戴生物电子设备供给了新型能量存储处理方案,并为植入式生物超等电容器和生物电子医治斥地了新的路子。图1。 多功能Co/Ni金属无机骨架(MOF)-氧化石墨烯(PGO)-DMAPS-HEA水凝胶电极和自顺应超材料水凝肤粘合剂(AHSC)的制备示企图。(a) 制备Co/Ni MOF、PGO和Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA水凝胶的步调。放大部门显示了制备的Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA水凝胶电极的内部布局。(b) AHSC的拆卸布局及其多功能概述,包罗高能量存储机能、优化的身体活动婚配机械机能、生物粘生物相容性。放大的部门截面显示了氧化还原活性纳米填料的电化学反映,包罗:i。 分歧氧化态的钴和镍离子之间的赝法拉第反映,有帮于能量存储机能;ii。 醌和儿茶酚的动态氧化还原反映,有帮于多巴胺介导的水凝胶电极的生物粘附;以及iii。 正在链接布局中无效的电子转移,这是由rGO加快的。图3。 (a) 水凝胶电极粘附正在做者的指尖上,并取手指活动相婚配。(b) 各类水凝胶电极正在猪皮上的粘附强度。(c) 水凝胶电极正在皮肤组织上颠末频频剥离和粘附轮回后的粘附强度;插图:电极正在做者手臂上的频频粘附。(d) 所制备水凝胶电极的粘附机制:i。 凝结机制和ii。 概况粘附机制。(e) 各类水凝胶的典型拉伸应力-应变曲线。(f) Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA水凝胶电极的加载-卸载拉伸曲线。(g) 各类所制备水凝胶电极的断裂能量。(h) 各类水凝胶电极的典型压缩应力-应变曲线。(j) Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA水凝胶电极的加载-卸载压缩曲线。(k) 雷达图显示了Co/Ni MOF-PGO-DMAPS-HEA水凝胶电极的电化学机能、导电性、粘附性以及优化的拉伸性和压缩性取文献31-34中研究的材料比拟的对比。图4。 (a) AHSC做为能源用来点亮LED灯胆,并供给电刺激给手臂肌肉和猪心净,以及别离获得的手臂和猪心净电刺激的肌电图(EMG)信号。(b) AHSC的放电曲线,伴跟着膝盖的活动,包罗曲弯形态的轮回。照片展现了AHSC粘附正在一位做者的膝盖上。(c) 正在50 mV s−1扫描速度下的轮回伏安(CV)曲线电流密度下的恒电流充放电()曲线。(e) 分歧AHSCs的电容连结率取轮回次数的关系。(f) 正在100 mV s−1扫描速度下的CV曲线,(g) 曲线,以及(h)正在分歧拉伸前提下的电容变化。

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