【儀表網 研發快訊】近日，大連化物所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組(508組)吳忠帥研究員團隊和遼寧省腫瘤醫院張鑫豐教授團隊合作在環境友好和可植入式儲能器件開發方面取得新進展，研制出可自然降解且生物相容的可植入微型超級電容器。
微型超級電容器在未來可穿戴和可植入電子設備領域具有應用潛力，但用于微型超級電容器的傳統材料往往不可降解且具有生物毒性，無法實現器件在體內的穩定存留，并會產生大量的電子垃圾，難以滿足未來器件的無害化和可植入的使用需求。可降解材料在自然條件下可以被分解為無害的小分子，而且通常具有優異的生物相容性，是制備可降解和可植入微型超級電容器的首選材料。
本工作中，研究人員將具有良好可降解性的淀粉和聚己內酯(PCL)制備成為封裝材料和柔性基底，并采用羧甲基纖維素和膨潤土調節電極和電解質漿料的流變性，在此基礎上結合團隊前期開發的3D打印策略(Energy Storage Mater.，2023；Adv. Mater.，2022；J. Energy. Chem.，2021)構筑出可降解的可植入平面微型超級電容器。由于器件使用的所有高分子材料均具有可降解特性，該微型超級電容器在天然土壤中90天左右實現了順利降解。此外，高濃鹽電解質的應用賦予了該器件優異的耐低溫性能，其在-20℃條件下仍可以正常工作。高生物相容性的PCL/淀粉膜的封裝使得該器件可以在生物體內(SD大鼠)穩定存在而不損害周圍組織。本工作為設計與創制環境友好且生物相容的可降解可植入微型儲能器件提供了新途徑。
該工作以“A Biodegradable High-Performance Microsupercapacitor for Environmentally Friendly and Biocompatible Energy Storage”為題，發表在《美國化學會 納米》(ACS Nano)上。該工作的第一作者是我所508組博士后吳魯和遼寧省腫瘤醫院博士后康悅。上述工作得到了國家自然科學基金、我所創新基金等項目的資助。(文/圖 吳魯、師曉宇)
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