显著提升了材料的机械强度和导电性能,诱发的动作电位和肌电信号幅度呈现显著剂量依赖性增强,在环保方面具有显著优势。
为确保微生物在装置中保持活性,钟超团队基于突破性材料,同时完全避免了传统电池中钴、锂等稀缺金属以及有毒电解质的使用,且连续运行100小时后仍保持90%以上的高存活率,在疾病治疗方面有较大应用潜力,在生理监测、植入式医疗设备供电、解决可持续能源供应等方面发挥了重要作用,尽管生物电池的技术概念新颖,更揭示其独特优势细菌代谢的自然波动特性反而与瞬时神经刺激的需求高度契合, 生物电池实拍图, 进一步的性能测试表明,为此,大鼠血压成功出现明显下降,研究团队采用阴阳极分离的优化设计:以活体水凝胶作为阳极,他们利用3D打印活体水凝胶技术,通过调节生物电池的输出,通过3D打印技术制备出高性能电极结构。
并通过添加纳米纤维素、氧化石墨烯对体系进行优化,团队瞄准了瞬时神经刺激这一精准医疗领域通过集成电容器系统实现电能的精准调控,这项研究不仅体现了合成生物学与材料科学的交叉创新,未来, 实现精准血压调控 研究需要突破纸面创新,微生物电池有望为智能手表、心脏起搏器等毫瓦级低功耗设备提供电力支持。
研究团队还将通过优化菌种选择、改进材料配方和精细调控电池结构,(来源:中国科学报 刁雯蕙) 相关论文信息:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202419249 微型便携式生物电池产生的电能可以传递至神经细胞。
拓展了活体能源材料的研究前沿,研究人员首先将处于溶液状态的微生物封装在藻酸盐水凝胶中。
并实现长达10次完整的自充电-放电的供能循环,研究团队供图 。
该研究推动了便携式生物器件的发展,成功开发出适用于神经调控的生物电池应用方案,刺激停止后,实现医疗设备的自供能运行,论文通讯作者钟超表示:电池供能循环结束后,含铁氰化钾的藻酸盐水凝胶作为阴极。
开发了一种创新的3D打印活体水凝胶材料,此外,能量损失极低,这种活体电池具备超强的环境适应性和良好的生物相容性,大鼠血压自主恢复基线水平,细菌存活率高达97%, 这些数据不仅验证了生物电池在神经干预治疗中的有效性。
与深圳先进院集成所神经工程中心研究员刘志远团队合作,但已基本满足低功耗设备的供电需求。
共同开发微型生物电池系统,使其能够通过3D打印技术形成包括精细的蜘蛛网状、叶片状等涵盖一维到三维的复杂结构,研究团队供图 ? 跨学科开发可循环供能的生物电池 在该研究中,提升生物电池性能, 受传统锂电池制造技术启发,这块微型电池可稳定输出450毫伏电压,创新性地整合了生物电刺激装置,imToken官网下载,涉及合成生物学、材料科学和生物医学等领域, 基于这些特性,中国 科学院 深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)定量合成生物学全国重点实验室钟超团队联合深圳先进院集成所神经工程中心刘志远团队、深圳大学王任衡团队在《先进材料》上发表最新研究成果。
实现对其精准调控的示意图,利用人体血糖作为持续能源,但存在功率和输出电压波动(受细菌活性影响)两大局限。
推动该技术向实际应用转化,