祝贺成博浪的论文在Adv. Energy Mater上发表
5月28日,国际知名学术期刊文在Adv. Energy Mater报道了我们团队摩擦电纳米发电机的最新研究工作Mechanically Asymmetrical Triboelectric Nanogenerator for Self-Powered Monitoring of In Vivo Microscale Weak Movement”。该项工作在秦勇教授指导下,由成博浪博士及合作者共同完成。
随着移动电子和物联网的最新发展,摩擦电纳米发电机因其低成本,高效率,简单的结构等潜在优势,以及在人机交互,机器人技术,特别是在医疗保健中的潜在应用而吸引了大量的研究工作。由于摩擦电纳米发电机具有优异的机械能收集能力,较长的使用寿命以及可调节的尺寸和生物相容性,摩擦电纳米发电机有望成为用于体内机械运动监测的最有前途的自供电机械传感器之一。在人体内,除了心肌和骨骼肌运动引起的普通运动外,平滑肌引起的微弱运动(大约20 mN,频率低于5 Hz)对于疾病诊断,疾病病理生理理解和疾病治疗也非常重要。通常,由平滑肌产生的微弱运动通常伴随着其他肌肉的运动,如骨骼肌动作、心跳、其他平滑肌等,这些不必要的运动会干扰真实信号的测试,使得提取平滑肌弱运动变得非常困难。常规摩擦电纳米发电机生成的有用信号太容易被淹没在背景伪像中,开发一种纳米发电机使其可以用于体内微尺度运动的能量收集和检测,并辅助健康监测和诊断是十分必要的。
为了解决上述问题并扩大摩擦电纳米发电机的应用范围,在这项工作中我们设计、开发了一种新型的非对称肠道监测摩擦电纳米发电机(AING)。我们利用AING机械结构上的不对称性消除了噪声的干扰。以监测胃肠道运动(频率低于20 Hz,频率低于1 Hz)作为该AING的典型应用,我们成功检测到十二指肠的蠕动。将其植入兔子的腹腔后,可以检测到频率约为0.32 Hz的周期性收缩,还可以精确检测到因葡萄糖吸收所引起的加速收缩(频率在5分钟内从0.31 Hz增加到0.41 Hz)。此外,使用AING还可以长期监测不同时段的十二指肠蠕动状态。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202000827. (全文下载.pdf)