科学探索|芝加哥大学开发海绵状太阳能电池用于更好的心脏起搏器芝加哥大学开发海绵状太阳能

在一项新的研究中，芝加哥大学的科学家发现，小孔也可以改善技术，包括医疗设备。发表在《自然-材料》上的这篇论文描述了一种制造太阳能电池的全新方法：通过在顶层蚀刻孔使其成为多孔状态。
【科学探索|芝加哥大学开发海绵状太阳能电池用于更好的心脏起搏器】这项创新可以构成一个侵入性较低的起搏器或类似医疗设备的基础。它可以与一个小型光源相配，以减少目前与当今起搏器一起植入的笨重电池尺寸。"海绵状"太阳能电池制作完成后的电子显微镜扫描图像显示了多孔层。芝加哥大学化学家Bozhi Tian实验室专门从事创造连接生物组织和人工材料的方法，例如调节大脑信号的导线和医疗植入物的表面。
他们感兴趣的领域之一是制造可由光驱动的设备。我们最熟悉的是太阳能电池形式的这种技术，但它们也可以使用任何光源，包括人工光源。当在体内运行时，这种设备被称为光电化学电池，可以由植入体内的微小光纤供电。通常情况下，太阳能电池需要两层，这可以通过将硅与另一种材料（如金）结合起来，或者通过将不同种类的原子混合到每个硅层来实现。但芝加哥大学科学家发现，如果他们把一层做成多孔的，像海绵一样，就能用纯硅制造出太阳能电池。

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由此产生的柔软、灵活的电池可以小于5微米宽，这大约是一个红细胞的大小。然后，它可以与光纤配对，光纤可以做得像一缕人类头发一样薄，大大减少了植入物的整体尺寸，使其对身体更友好，不太可能引起副作用。与制造传统太阳能电池的方式相比，多孔电池有多种优势，在保持最终产品功效的同时，简化了生产过程。研究人员表示，你可以在几分钟内制造它们，而且这个过程不需要高温或有毒气体。
然后，为了提高材料刺激心脏或神经细胞的能力，他们用氧等离子体处理，使表面层氧化。在这种情况下，氧化实际上有助于使硅材料具有亲水性，对水有吸引力，这将提高对生物组织的信号。最后，通过添加一个几原子厚的金属氧化物层，可以进一步提高设备的性能。因为所有的部件都可以被制成可生物降解的，所以科学家们可以想象该技术被用于短期的心脏治疗。

科学探索|芝加哥大学开发海绵状太阳能电池 用于更好的心脏起搏器

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