芝加哥大學開發(fā)海綿狀太陽能電池用于更好的心臟起搏器

2022-06-16 09:51:38來源：cnBeta.COM 關(guān)鍵詞：太陽能電池多孔電池閱讀量：24802

導讀：在一項新的研究中，芝加哥大學的科學家發(fā)現(xiàn)，小孔也可以改善技術(shù)，包括醫(yī)療設(shè)備。發(fā)表在《自然-材料》上的這篇論文描述了一種制造太陽能電池的全新方法：通過在頂層蝕刻孔使其成為多孔狀態(tài)。

　　在一項新的研究中，芝加哥大學的科學家發(fā)現(xiàn)，小孔也可以改善技術(shù)，包括醫(yī)療設(shè)備。發(fā)表在《自然-材料》上的這篇論文描述了一種制造太陽能電池的全新方法：通過在頂層蝕刻孔使其成為多孔狀態(tài)。

　　這項創(chuàng)新可以構(gòu)成一個侵入性較低的起搏器或類似醫(yī)療設(shè)備的基礎(chǔ)。它可以與一個小型光源相配，以減少目前與當今起搏器一起植入的笨重電池尺寸。"海綿狀"太陽能電池制作完成后的電子顯微鏡掃描圖像顯示了多孔層。芝加哥大學化學家Bozhi Tian實驗室專門從事創(chuàng)造連接生物組織和人工材料的方法，例如調(diào)節(jié)大腦信號的導線和醫(yī)療植入物的表面。

　　他們感興趣的領(lǐng)域之一是制造可由光驅(qū)動的設(shè)備。我們最熟悉的是太陽能電池形式的這種技術(shù)，但它們也可以使用任何光源，包括人工光源。當在體內(nèi)運行時，這種設(shè)備被稱為光電化學電池，可以由植入體內(nèi)的微小光纖供電。通常情況下，太陽能電池需要兩層，這可以通過將硅與另一種材料(如金)結(jié)合起來，或者通過將不同種類的原子混合到每個硅層來實現(xiàn)。但芝加哥大學科學家發(fā)現(xiàn)，如果他們把一層做成多孔的，像海綿一樣，就能用純硅制造出太陽能電池。

　　由此產(chǎn)生的柔軟、靈活的電池可以小于5微米寬，這大約是一個紅細胞的大小。然后，它可以與光纖配對，光纖可以做得像一縷人類頭發(fā)一樣薄，大大減少了植入物的整體尺寸，使其對身體更友好，不太可能引起副作用。與制造傳統(tǒng)太陽能電池的方式相比，多孔電池有多種優(yōu)勢，在保持最終產(chǎn)品功效的同時，簡化了生產(chǎn)過程。研究人員表示，你可以在幾分鐘內(nèi)制造它們，而且這個過程不需要高溫或有毒氣體。

　　然后，為了提高材料刺激心臟或神經(jīng)細胞的能力，他們用氧等離子體處理，使表面層氧化。在這種情況下，氧化實際上有助于使硅材料具有親水性，對水有吸引力，這將提高對生物組織的信號。最后，通過添加一個幾原子厚的金屬氧化物層，可以進一步提高設(shè)備的性能。因為所有的部件都可以被制成可生物降解的，所以科學家們可以想象該技術(shù)被用于短期的心臟治療。

　　原標題：芝加哥大學開發(fā)海綿狀太陽能電池用于更好的心臟起搏器

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