高可拉伸的纳米复合材料压缩纤维:在生物医学设备中的实际应用方面迈出了一步
Fatemeh Mokhtari1, Hui Yin Nam2,3, Arjang Ruhparwar4
1Carbon Nexus at the Institute for Frontier Materials, Deakin University, Waurn Ponds, Victoria 3216, Australia.
Journal of materials chemistry. B
|September 3, 2024
概括
研究人员从纳米复合材料混合物中开发出灵活,自动供电的压电纤维. 这些智能纤维将运动转化为电力,为先进的生物医学设备和实时生理监测提供了潜力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 高性能生物相容复合材料对于神经支架,生物植入物和传感器至关重要.
- 目前的局限性包括刚性,小型化挑战和电池寿命短.
- 需要智能,自动供电的软设备,可在生理条件下部署.
研究的目的:
- 开发一种简单的制造技术,用于基于柔性/可拉伸纤维的压电结构.
- 使用聚乙烯化物 (PVDF),降解石墨烯氧化物 (rGO) 和氧化物 (BT) 创建混合纳米复合材料.
- 评估这些纤维在生物机械能源采集和生物医学应用中的潜力.
主要方法:
- 使用PVDF/rGO/BT纳米复合材料制造基于纤维的压电结构.
- 测试各种结构设计,包括针织,织,编织和线圈配置.
- 细胞毒性和细胞相容性的评估,使用人间介质细胞.
主要成果:
- 成功创建了基于可伸缩/可伸缩纤维的柔性压电结构.
- 证明了生物机械刺激的转化为电信号.
- 在可伸缩的卷轴或针织配置中实现更高的输出电压 (4V) 和功率密度 (87μW cm-3).
- 在生物医学应用中证实了良好的细胞毒性和细胞相容性.
结论:
- 开发的PVDF/rGO/BT纳米复合纤维为自动供电软电子设备提供了一个有前途的解决方案.
- 这些纤维适合实时生理信号监测.
- 这项技术有可能用于下一代基于纤维的生物医学设备,包括智能支架和生物植入器.
