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Fully Bioabsorbable Natural‐Materials‐Based Triboelectric Nanogenerators

摩擦电效应 材料科学 丝素 纳米发生器 生物相容性 数码产品 电压 纳米技术 生物医学工程 复合材料 电气工程 丝绸 工程类 压电 冶金
作者
Wen Jiang,Hu Li,Zhuo Liu,Zhe Li,Jingjing Tian,Bojing Shi,Yang Zou,Han Ouyang,Chaochao Zhao,Luming Zhao,Rong Sun,Hairong Zheng,Yubo Fan,Zhong Lin Wang,Zhou Li
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:30 (32) 被引量:385
标识
DOI:10.1002/adma.201801895
摘要

Abstract Implantable medical devices provide an effective therapeutic approach for neurological and cardiovascular diseases. With the development of transient electronics, a new power source with biocompatibility, controllability, and bioabsorbability becomes an urgent demand for medical sciences. Here, various fully bioabsorbable natural‐materials‐based triboelectric nanogenerators (BN‐TENGs), in vivo, are developed. The “triboelectric series” of five natural materials is first ranked, it provides a basic knowledge for materials selection and device design of the TENGs and other energy harvesters. Various triboelectric outputs of these natural materials are achieved by a single material and their pairwise combinations. The maximum voltage, current, and power density reach up to 55 V, 0.6 µA, and 21.6 mW m −2 , respectively. The modification of silk fibroin encapsulation film makes the operation time of the BN‐TENG tunable from days to weeks. After completing its function, the BN‐TENG can be fully degraded and resorbed in Sprague–Dawley rats, which avoids a second operation and other side effects. Using the proposed BN‐TENG as a voltage source, the beating rates of dysfunctional cardiomyocyte clusters are accelerated and the consistency of cell contraction is improved. This provides a new and valid solution to treat some heart diseases such as bradycardia and arrhythmia.
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