摩擦纳米发电机首次利用呼吸驱动心脏起搏器

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近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和李舟副教授带领的研究小组在针对植入式医疗器件的长效能源系统研制方面取得了进展。郑强博士、博士生石波璟和助理研究员范凤茹共同研制了可植入式的自驱动能源系统。

该系统包括可植入摩擦纳米发电机和能量转换存储装置两部分，可以收集利用呼吸产生的能量来驱动心脏起搏器，成为持续供电的“电池”。

摩擦纳米发电机的尺寸仅为12毫米×12毫米×0.7毫米，跟指甲盖差不多大小。研究团队将制作的自驱动能源系统植入大鼠体内，成功收集并转化大鼠多个呼吸运动部位所产生的能量，以电能的形式储存起来，并能够驱动一个外接的心脏起搏器原型机工作，产生与医用心脏起搏器一样的电脉冲。

根据理论计算，大鼠每呼吸5次，通过可植入摩擦纳米发电机收集的能量即可成功驱动心脏起搏器工作1次。如果用到人体，仅通过呼吸就能够连续驱动心脏起搏器，使其正常工作。

这种基于生物体自身能量在体转化的供能系统将极大地改善现有电池供能状况，延长植入式医疗器件的使用寿命，在植入式医疗领域具有广阔的应用前景。随着植入式自驱动能源系统的进一步优化和完善，在未来将有望真正实现“生命不息，供能不止”，为广大重症患者带来福音。