体内に埋め込むことができる小さな圧電力センサーを想像してみてください。損傷した臓器の生理的圧力の変化を監視したり、正確な薬剤送達を助けたり、組織の修復や再生を促進したりすることができます。そして何より素晴らしいのは、 バッテリー残量なし 、使用後は、本体 吸収して分解する 侵襲的な除去手術の必要性を排除します! しかし、無機セラミックや有機ポリマーといった従来の圧電材料は、分解性が不十分で細胞毒性があるという問題を抱えています。科学者たちは、アミノ酸結晶を有望な候補として特定しました。 生体適合性 そして展示する 優れた圧電性 プロパティ 問題は、これらの結晶が散らばった砂のように小さすぎるため、機能的なデバイスに整列させることが非常に困難であることです。 南京大学の研究者Yi Cao氏とBin Xue氏は解決策を発見した。それは「 機械的焼鈍 天然アミノ酸結晶を圧電材料として用い、完全に有機的で生分解性の圧電力センサーを開発しました。機械的な焼きなまし処理を施すことで、結晶の発電能力は飛躍的に向上し、単結晶粉末の12倍の圧電係数を達成しました。さらに、処理された結晶フィルムは携帯電話のスクリーンプロテクターのように滑らかで平坦になり、電極との接触が大幅に改善され、より強力で安定した電気信号を実現しました。 その結果、「 吸収性圧電力センサー 包装された後、体内に移植され、筋肉の収縮や肺の呼吸などの動的な動きを正常に監視しました。 4週間継続して その後、彼らは 炎症や全身毒性を引き起こすことなく徐々に分解される この画期的な進歩は、将来の医療に新たな希望をもたらし、臨床応用が期待される完全に有機的で生分解性の力センサーの設計と製造への道筋を示しています。 パッケージ化された力センサの製造: 機械的にアニールした結晶膜の作製: イソロイシンを脱イオン水に溶解して溶液とし、加熱後、氷水浴に移して静置することで結晶核を形成させた。結晶は回収され、オーブンで乾燥された。調製したイソロイシン結晶を錠剤型に充填し、機械的アニール処理を施すことで、丸いフィルム状の結晶が得られた。他のアミノ酸結晶およびそれらの機械的アニール処理済み結晶も同様の方法で調製された。 PLA-PAN電極の準備: ポリ乳酸(PLA)をジクロロメタン(DCM)に溶解し、センサーの外側の「保護膜」として機能するPLAフィルムを作製しました。しかし、膜だけでは不十分です。センサーには
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