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  植入式醫療電子器件的崛起為人體健康監測和疾病診療提供了極具前瞻性的解決方案。盡管在各類傳感功能模塊方面已經取得了長足進展，但迄今為止對于可植入能源器件的研究還非常有限。考慮到體內使用環境的特殊性，開發具有類組織柔軟度 (消除機械損傷)、持續供電能力以及良好生物相容性和生物可降解性(解決電池壽命有限、有效避免重復手術移除更換等問題) 的電源系統是一個非常大的挑戰。

  近日，蘭州大學物理科學與技術學院蘭偉教授領銜的柔性電子科研團隊提出了一個集無線充電和能量存儲模塊 (鋅離子混合超級電容器) 為一體的柔性供能系統。該設計充分發揮了超級電容器高功率密度和長壽命的優點，進一步利用電磁耦合無線充電技術彌補了低能量密度的應用瓶頸。具體而言，通過構建異質結和利用凝膠電解質的離子限域效應，二者協同作用賦予鋅離子混合超級電容器優異的儲能性能。相關的降解實驗和細胞毒性評價也表明電極材料和降解產物具有良好的生物相容性和生物可降解性。與無線充電模塊進行一體化集成，構筑了一種柔軟的集能量無線傳輸與存儲一體的電源系統。整流后的直流電壓不僅可用于給儲能單元充電，還可直接給外部設備供電。基于電場驅動機制的藥物釋放應用演示進一步證實了其供能潛力，為解決植入式醫療電子設備面臨的能源供應瓶頸提供了新的方案。

圖4. 電觸發藥物釋放演示實驗

  該研究工作得到了國家自然科學基金面上項目 (61874166、62374077)、中央高校基本科研業務費 (lzujbky-2021-sp50)、青海省應用基礎研究項目 (2022-ZJ-70)、甘肅省創新之星優秀研究生項目 (2022CXZX-056) 等的大力支持。

  原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh8083