搜集低频机械能并将其转变为高电流和高电荷量的电输出周旋良多生物电子器件，稀奇是用于体内的生物电子器件来叙很故意义。压离效应提供了一种方便的办法，来赢得具有低电压和高电流输出的呆板能-电能变更设施。只是而今的基于压离效应的装配仅具有很有限的电学输出本事。

　　针对这一问题，香港大学机器工程系徐立之教授团队报路了一种新型的具有高电流输出，低内阻，高转移电荷量的水凝胶发电机。这一发电机以活化后的碳布为责任电极，以图案化的含有氯化锂盐溶液的PVA水凝胶和未经处分的原始碳布为对电极。在循环往返的外部压力结果下可出现高电流输出（2kPa压力下电流为0.25mA，80kPa压力下电流为4mA），迁移电荷量高达916 mC m-2，远超以往报道的器件。这一装置的意义如下：活化后的碳布在外界压力作用下斗争到PVA水凝胶，由于具有众多含氧官能团，可吸附大批锂离子，摒除氯离子。外界压力作用下PVA水凝胶发生清楚变形，阴阳离子均趋向于从高应变区域向低应变区域迁移。然而由于多量锂离子被锚定在工作电极皮相，氯离子流大于锂离子流，在内中展现为净负电荷的定向搬动，在外部呈现为电子的定向挪动。这一器件在可穿戴电子和可植入电子界限具有很大的利用潜力，如欺骗于自供电药物贴片。闭连责任以“A high-current hydrogel generator with engineered mechanoionic asymmetry”为题发表在《Nature Communications》，第一作者为刘红震博士，通讯作者为香港大学的徐立之教学，中科院北京纳米能源与体系商量所的蒲雄接洽员和东南大学的巩峰教学。

　　图一，a，器件示意愿，比例尺1厘米。b，机分析释图。活化碳布交兵到水凝胶后吸附锂离子，应力效能下阴离子和阳离子都趋向于向小应变地区迁徙。由于活化碳布吸附了巨额的锂离子，迁徙的氯离子流大于锂离子流，在水凝胶内中造成了定向净电荷流。c，金字塔组织的水凝胶在外部压力效果下的变形效仿。d，碳布活化前后的XPS C1S图。e，短路电流-开路电压-施加压力争。f，功率密度和输出电流随外部负载转化图。

　　图二，a，变换分别电极的电流输出比较。b，碳布活化时刻和输出电流的闭系。c，碳布和活化碳布对锂离子吸附时的电荷分散图。d，分歧体例的吸附能宗旨结果。e，活化碳布经过PEI妆扮和移除的示意图。f，在PEI妆饰和移除历程中差异阶段的活化碳布作为电极时的输出电流。g，在PEI装饰和移除经过中差别阶段的活化碳布电极的红轮廓征终了。

　　图三，a，输出电流和氯化锂浓度的相合。b，输出电流和复兴光阴的联系。c，输出电流和应变疾率的关系。d，用发电机给2F的电容器充电。e，器件的循环性能测验。f，水凝胶发电机和其全班人的提高机器能-电能转换装置斗劲图。g，水凝胶发电机和摩擦发电机，电磁感觉发电机的输出电流和外部机器刺激频率的联系。

　　图四，a，水凝胶发电机在有机器刺激（蓝色地区）和无机械刺激时驱动电控药物释放系统时药物浓度转变图。b，自供电抗菌贴片的机合示意图。c，清淡创可贴（上部）和自供电抗菌贴片（下部）对伤口愈闭流程的推动成绩照片，比例尺5mm。d，伤口愈关进程的面积相对变化。

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