摩擦纳米发电机首次利用呼吸产生的电能驱动心脏起搏器
植入式医疗器件如心脏起搏器,在当今临床医学领域中占据了重要的地位,它极大地改善了患者的症状和生活质量,具有显著的社会价值和经济价值。作为新兴的医疗器械发展方向,植入式医疗器件仍然面临许多问题亟待突破,首先就是长效能源供给问题。现阶段植入式器件主要依靠电池供电,工作寿命有限,一旦电池耗尽,病人不得不再次面对巨大的手术风险和经济负担。因此,开发长效的在体能源供给系统对于植入式医疗器件的发展意义重大。 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领导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,研究成果发表在最新一期的Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.201402064)上。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。摩擦纳米发电机的尺寸仅为12 mm×12 mm×0.7mm......阅读全文
摩擦纳米发电机首次利用呼吸产生的电能驱动心脏起搏器
植入式医疗器件如心脏起搏器,在当今临床医学领域中占据了重要的地位,它极大地改善了患者的症状和生活质量,具有显著的社会价值和经济价值。作为新兴的医疗器械发展方向,植入式医疗器件仍然面临许多问题亟待突破,首先就是长效能源供给问题。现阶段植入式器件主要依靠电池供电,工作寿命有限,一旦电池耗尽,病人不得
超高摩擦电荷密度刷新摩擦纳米发电机性能纪录
人们一直致力于研究在维持现代社会巨大能源消耗的同时最小化环境消耗。从可再生的自然源(如太阳能、风能和生物质能)收集能量,已经被证实是应对能源危机的可持续可供选择的方向,而且在化石燃料快速消耗的今天扮演着越来越重要的角色。最近发明的摩擦纳米发电机具有质量轻、价格低廉,甚至在低工作频率下仍然高效等先
纳米能源所在摩擦纳米发电机研究中获进展
海洋是巨大的能源宝库,理论上,海洋完全可以满足地球上所有的能源需求,并且不会对大气造成任何污染,因此海洋能也被誉为“蓝色能源”。与风能或太阳能相比,蓝色能源拥有地理分布上的优势,海洋覆盖了地球75%的表面,全球约44%的人口都居住在距海岸线150千米的范围内。但与风能和太阳能等可再生能源相比,对
摩擦纳米发电机可收集全向水波能
近日,中科院北京纳米能源与系统研究所等机构研究人员开发了一种用于全向水波能收集的摩擦纳米发电机。该设备可以通过共振效应实现对不同频率水波能的有效收集,并在水波测试中获得了良好的实验结果。 5月26日,相关论文刊登于《焦耳》。 该论文通讯作者、中科院北京纳米能源与系统研究所研究员王杰告诉《中国
我国学者联合研制了共生型心脏起搏器
中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林和李舟领导的研究团队与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器(SPM, symbiotic cardiac pacemaker),它可以从心脏跳动中获取能量,为起搏器自身提供电能。SPM的能量收集部分为植入式摩擦电
“水能摩擦纳米发电机”海洋发电或成现实
国家“顶尖千人计划”入选者、中国科学院外籍院士王中林领导的团队研制出水能摩擦纳米发电机,组网利用后或可实现每平方公里海面产生兆瓦级电能。海洋发电产生的能源或将超越水电等“绿色能源”。 据中科院纳米能源与系统研究所介绍,如果将这些水能摩擦纳米发电机结成网状放置到海洋中,将会使海水无规则
技术突破!新型摩擦生电纳米发电机问世
美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校科学家研制出了一种新型摩擦生电纳米发电机,可为小型设备供电。该发电机使用石灰石腻子发电,与传统摩擦发电方法相比,能节省大量成本。相关论文发表于最新一期美国化学会《ACS Omega》杂志。 研究示意图 图片来源:美国化学学会《ACS Omega》杂志 摩擦生电纳
纳米能源所摩擦纳米发电机回收海水动能研究获进展
利用海洋能源,是当今世界能源研究的前沿方向。据统计,世界范围内海洋中的波浪能达700亿千瓦,占全部海洋能量的94%,是各种海洋能量的主体。然而,一个多世纪以来,海洋波浪能开发成本高、规模小、经济效益差,而陆地近海周期短、波高小、能流密度低等特征始终束缚着其大规模商业化开发利用和发展。新型、简易、
微型纳米发电机问世-心脏跳动可发电
一种微型“纳米发电机”可植入体内,从心脏跳动获得能量,向动物活体内植入的传感器提供电能。 近日,科学家最新研究显示,一种微型“纳米发电机”可植入体内,从心脏跳动获得能量,向动物活体内植入的传感器提供电能,为体内低血糖等多种疾病状况进行早期预警。 目前,科学家已成功地将“
多层集成摩擦纳米发电机的研究取得重要进展
机械能以其大量存在、获取方便和形式多样等特点作为我们收集利用的优势能源。基于压电、静电和电磁机制的机械能收集技术现已发展成熟并可用于以下应用领域:无线传感系统、环境监测、生物医学和电子设备等。作为我们生活环境中最常见的机械能形式之一,生物机械能由步行等人体运动产生,而这些能量往往被浪费掉了。如果
受鱼群效应启发,他们提出摩擦纳米发电机阵列
安徽理工大学青年教师张生与中国矿业大学副教授许程课题组合作,基于鱼群游动过程中个体间协同能量传递机理,提出了一种鱼群效应摩擦纳米发电机(TENGs)阵列,用于流体能量的捕获与利用。这一设计策略不仅为TENGs阵列的优化布局提供新思路,也为陆地或水下多体协同运动编队的设计等工程应用提供了重要技术支
纳米能源所研制高灵敏度摩擦纳米发电机用于睡眠监测
睡眠是人类重要的生理活动,良好的睡眠状态是保证人们生活质量和工作效率的重要因素。近年来,随着人们的健康意识日益提高,对常见的睡眠障碍的监控更加迫切。据统计,全球约有5%以上的人患有呼吸暂停综合症,这是一种睡眠时发生呼吸暂停的慢性疾病。睡眠中常见的打鼾、呼吸暂停以及引起的肢体多动是其主要表现。其患
摩擦纳米发电机首次驱动静电纺丝系统制造纳米纤维
静电纺丝是一种特殊的纤维制备技术,利用高压静电场对高分子溶液的击穿作用来制备微纳米纤维。静电纺丝过程需要几千伏甚至几十千伏的高压,所需电流小,仅为几个微安。传统的静电纺丝电源大都依赖电力系统并需要一套繁重的升压电路,限制了静电纺丝的应用场景。实现静电纺丝的自供能化具有重要意义。 摩擦纳米发电机
电荷补偿机制实现摩擦纳米发电机稳定超高电压输出
摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator, TENG)被认为是一种高开路电压的器件,并已应用于驱动离子源、等离子源、静电纺丝及介电弹性体等,然而,要达到数千伏的高压往往需要较大的器件面积、较高的摩擦力或者外加倍压电路,并不能完全满足实际应用的需求;此外,文献中报道的
心脏起搏器的简介
心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器,通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲,通过导线电极的传导,刺激电极所接触的心肌,使心脏激动和收缩,从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的。1958年第一台心脏起搏器植入人体以来,起搏器制造技术和工艺快速发展,功能日趋完善。在应用起搏器成
心脏起搏器的原理
脉冲发生器定时发放一定频率的脉冲电流,通过导线和电极传输到电极所接触的心肌(心房或心室),使局部心肌细胞受到外来电刺激而产生兴奋,并通过细胞间的缝隙连接或闰盘连接向周围心肌传导,导致整个心房或心室兴奋并进而产生收缩活动。需要强调的是,心肌必须具备有兴奋、传导和收缩功能,心脏起搏方能发挥其作用。
迈向绿色新能源的高效能摩擦纳米发电机问世
近日,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在王中林教授的带领下,设计和制作出大功率的二维平面摩擦发电 机,并成功地展示了其通过收集环境中的机械能来实时驱动常规电子产品的能力。该高性能摩擦发电机开创了自驱动便携式电子设备的实用化进程,并为在大范围内 收
王中林院士团队研制出“水能摩擦纳米发电机”
记者3日从中国科学院获悉,国家“顶尖千人计划”入选者、中国科学院外籍院士王中林领导的团队研制出水能摩擦纳米发电机,组网利用后或可实现每平方公里海面产生兆瓦级电能。海洋发电产生的能源或将超越水电等“绿色能源”。 据中科院纳米能源与系统研究所介绍,如果将这些水能摩擦纳米发电机结成网状
新一代恒流摩擦纳米发电机研究获进展
摩擦起电和静电是一种非常普遍的现象,由于它很难被收集和利用,往往是被人们所忽略的一种能源形式。自从2012年中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林发明摩擦纳米发电机(TENG)以来,全世界的学者从各个方面对TENG进行了广泛的研究。TENG作为一种能源器件得到实际应用的关键在于进一步提高功率密
ACS-Nano:可穿戴式医疗设备充电的摩擦纳米发电机
近日,美国莱斯大学(Rice University)的科学家们研发出一种名为Triboelectric nanogenerator,可以对人体可穿戴式医疗设备进行充电的小型便携式纳米发电机,患者可以通过日常的活动对该发电机进行充电。相关研究成果以“Laser-Induced Graphene T
纳米能源所开发生物全可吸收纯天然材料摩擦纳米发电机
日益增长的神经及心血管疾病对可植入医疗电子器件的需求越来越多,对其工作性能要求也越来越高。此类电子器件主要包括:心内压传感器、心脏起搏器、心脏除颤器、深脑/神经刺激器等。长期的体内植入对可植入医疗器件的体积、稳定性和生物相容性都有很高要求。现有可植入医疗电子器件的电源主要依赖于商业可充电及不可充
我国科研人员在心脏里建起一座生理性“发电站”
7月18日,记者从武汉大学人民医院获悉,该院推进交叉融合创新,组建联合研究团队探索出超微型、可自供电的一体化柔性压电纳米发电机,应用于心脏希氏束生理性起搏。这项研究成果,探析了自供电技术用于心脏希氏束生理性起搏,防治心动过缓的临床应用前景。武汉大学人民医院心血管医院江洪教授、余锂镭教授团队与武汉
心脏起搏器的系统组成
人工心脏起搏系统主要包括两部分:脉冲发生器和电极导线。常将脉冲发生器单独称为起搏器。起搏系统除了上述起搏功能外,尚具有将心脏自身心电活动回传至脉冲发生器的感知功能。 起搏器主要由电源(亦即电池,现在主要使用锂-碘电池)和电子线路过程,能产生和输出电脉冲。 电极导线是外有绝缘层包裹的导电金属线
心脏起搏器的系统组成
人工心脏起搏系统主要包括两部分:脉冲发生器和电极导线。常将脉冲发生器单独称为起搏器。起搏系统除了上述起搏功能外,尚具有将心脏自身心电活动回传至脉冲发生器的感知功能。 起搏器主要由电源(亦即电池,现在主要使用锂-碘电池)和电子线路过程,能产生和输出电脉冲。 电极导线是外有绝缘层包裹的导电金属线
心脏起搏器的原理简介
脉冲发生器定时发放一定频率的脉冲电流,通过导线和电极传输到电极所接触的心肌(心房或心室),使局部心肌细胞受到外来电刺激而产生兴奋,并通过细胞间的缝隙连接或闰盘连接向周围心肌传导,导致整个心房或心室兴奋并进而产生收缩活动。需要强调的是,心肌必须具备有兴奋、传导和收缩功能,心脏起搏方能发挥其作用。
研发出对可穿戴式医疗设备充电的摩擦纳米发电机
近日,美国莱斯大学(Rice University)的科学家们研发出一种名为Triboelectric nanogenerator,可以对人体可穿戴式医疗设备进行充电的小型便携式纳米发电机,患者可以通过日常的活动对该发电机进行充电。相关研究成果以“Laser-Induced Graphene T
摩擦纳米发电机首次应用于高灵敏度质谱仪
目前,作为一种关键的分析技术,质谱分析已经被广泛应用于生物医药、食品科学、国土安全、系统生物、药物发现等领域。质谱分析是基于质量-电荷比(m/z)的分析方法,具有高灵敏度、高准确度、普遍适用等优势。 在质谱分析中,离子化是将中性分子带上电荷的关键的第一步。现在商用的离子化方法大多依靠直流(DC
王中林李舟详解新型心脏起搏器:只要能动就能发电
单根氧化锌纳米线发电机示意图。上图为没有弯曲时的情况,电路中没有电流。下图为弯曲氧化锌线的时候,电路中有电流流过。 7月27日,大连的吴女士一晚竟昏厥4次,送往医院检查才知道:心脏起搏器电池没电,20年前装的起搏器“罢工”了。 吴女士是不幸的,等待她的将是手术更换起搏器,这需要不
耦合弹簧及多层结构的球形摩擦纳米发电机制备成功
能源在人类生活中扮演着非常重要的角色,现阶段能源的消耗主要依赖于传统化石能源,这是一种有限的、非可再生的能源。随着化石能源的不断开采和枯竭,迫切需要寻找一些新型的能源形式。海洋波浪能具有储量丰富、受环境因素影响较小等优点,是潜在的能够大规模应用的能源之一。但是,近几十年世界各国对波浪能收集的探索
心脏起搏器的常见故障
常见故障及处理 通常表现为无刺激信号、不能夺获或不能感知。 (1)无刺激脉冲 可能有下列常见原因之一: 1)如放置磁铁后可解决问题,则其原因多半是过感知或使用了正常的一些起搏功能如滞后。前者多由于电磁干扰、肌电位、交叉感知或T波过感知等引起,应降低感知灵敏度,而后者无需处理。