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為開發可穿戴和植入式生物電子設備，以適應動態和不均勻的生物組織，并減少不期望的免疫反應，采用機械性能與組織匹配的電池作為電源至關重要。然而，由于成分（例如金屬、碳材料、導電聚合物或復合材料）的高楊氏模量，現有電池無法達到組織的柔軟度。因此，組織狀軟電池的制備仍然是一個挑戰。

南京大學張曄等報道了首個完全基于水凝膠的組織狀超軟電池。

圖1 全水凝膠電池的結構和工作機理

利用界面干交聯策略，獲得了具有優異導電性和高界面電荷轉移效率的集成電池結構。該策略代表了實現具有高電化學性能的超軟電池的通用且有效的方法。在0.5 A·g^-1的電流密度下，全水凝膠鋰離子電池的比容量為82 mAh·g^-1，全水凝膠鋅離子電池的比容量為370 mAh·g^-1。

圖2 全水凝膠電池的制備與結構表征

同時，超軟電池表現出80 kPa的楊氏模量，與生物組織的機械性能完美匹配。此外，作者在可穿戴和植入式應用中證明了該全水凝膠電池的高穩定性和生物相容性。

這項工作為設計具有匹配機械性能的可穿戴和可植入電子設備的電源開辟了道路。

圖3 全水凝膠電池的電化學性能

A Tissue-like Soft All-hydrogel Battery. Adv. Mater. 2021. DOI：10.1002/adma.202105120.

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