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2022-06-16 09:15 |
科學(xué)家開(kāi)發(fā)海綿狀太陽(yáng)能電池
在一項(xiàng)新的研究中，芝加哥大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小孔也可以改善技術(shù)，包括醫(yī)療設(shè)備。發(fā)表在《自然-材料》上的這篇論文描述了一種制造太陽(yáng)能電池的全新方法：通過(guò)在頂層蝕刻孔使其成為多孔狀態(tài)。 LG'JQGl5
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這項(xiàng)創(chuàng)新可以構(gòu)成一個(gè)侵入性較低的起搏器或類(lèi)似醫(yī)療設(shè)備的基礎(chǔ)。它可以與一個(gè)小型光源相配，以減少目前與當(dāng)今起搏器一起植入的笨重電池尺寸。"海綿狀"太陽(yáng)能電池制作完成后的電子顯微鏡掃描圖像顯示了多孔層。芝加哥大學(xué)化學(xué)家Bozhi Tian實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)從事創(chuàng)造連接生物組織和人工材料的方法，例如調(diào)節(jié)大腦信號(hào)的導(dǎo)線和醫(yī)療植入物的表面。 m8n!<_NFt(
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他們感興趣的領(lǐng)域之一是制造可由光驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。我們最熟悉的是太陽(yáng)能電池形式的這種技術(shù)，但它們也可以使用任何光源，包括人工光源。當(dāng)在體內(nèi)運(yùn)行時(shí)，這種設(shè)備被稱(chēng)為光電化學(xué)電池，可以由植入體內(nèi)的微小光纖供電。通常情況下，太陽(yáng)能電池需要兩層，這可以通過(guò)將硅與另一種材料（如金）結(jié)合起來(lái)，或者通過(guò)將不同種類(lèi)的原子混合到每個(gè)硅層來(lái)實(shí)現(xiàn)。但芝加哥大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果他們把一層做成多孔的，像海綿一樣，就能用純硅制造出太陽(yáng)能電池。 q -M&f@Il
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由此產(chǎn)生的柔軟、靈活的電池可以小于5微米寬，這大約是一個(gè)紅細(xì)胞的大小。然后，它可以與光纖配對(duì)，光纖可以做得像一縷人類(lèi)頭發(fā)一樣薄，大大減少了植入物的整體尺寸，使其對(duì)身體更友好，不太可能引起副作用。與制造傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的方式相比，多孔電池有多種優(yōu)勢(shì)，在保持最終產(chǎn)品功效的同時(shí)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程。研究人員表示，你可以在幾分鐘內(nèi)制造它們，而且這個(gè)過(guò)程不需要高溫或有毒氣體。 ;@Ep?S @
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然后，為了提高材料刺激心臟或神經(jīng)細(xì)胞的能力，他們用氧等離子體處理，使表面層氧化。在這種情況下，氧化實(shí)際上有助于使硅材料具有親水性，對(duì)水有吸引力，這將提高對(duì)生物組織的信號(hào)。最后，通過(guò)添加一個(gè)幾原子厚的金屬氧化物層，可以進(jìn)一步提高設(shè)備的性能。因?yàn)樗械牟考伎梢员恢瞥煽缮锝到獾�，所以科學(xué)家們可以想象該技術(shù)被用于短期的心臟治療。
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