柔性可穿戴生物电子器件在个人健康管理、药物输送、运动监测和电子皮肤等领域有着广泛的应用前景。近日,东北师范大学化学学院周明教授团队在柔性可穿戴生物电子器件领域取得了系列进展。
团队采用独特的“贴近皮肤穿戴”策略,率先提出“离心管中的柔性生物燃料电池(命名为iezTube)”的概念,解决了以往“穿戴在皮肤上”的汗液生物燃料电池在穿戴环境中,难以直接产生稳定电能的难题(图1)。
图1 离心管中的柔性生物燃料电池(iezTube)示意图
该成果以“离心管中的柔性生物燃料电池(iezTube):用于可穿戴绿色能量收集的完全独立的生物燃料电池(Flexible Biofuel Cell-In-A-Tube (iezTube): An Entirely Self-Contained Biofuel Cell for Wearable Green Bio-energy Harvesting)”为题,在国际知名学术期刊《先进功能材料(Advanced Functional Materials)》上发表。周明为通讯作者,博士研究生王静娟为第一作者。
团队采用独特的多因素校正策略,首次设计了双功能全集成可穿戴汗液和伤口渗出液传感器,克服了利用一个全集成可穿戴传感器对两种表皮无创体液的可穿戴、动态和准确监测的工程挑战(图2)。
图2 双功能全集成可穿戴汗液和伤口渗出液传感器示意图
该成果以“一种用于汗液和伤口渗出液中多种标记物监测的双功能全集成可穿戴传感器(A Bifunctional Fully Integrated Wearable Tracker for Epidermal Sweat and Wound Exudate Multiple Biomarkers Monitoring)”为题,在国际知名学术期刊《微小(Small)》上发表。周明和薄祥洁副教授为通讯作者,硕士研究生裴心怡为第一作者。
周明是东北师范大学化学学院教授、博士生导师、分析测试中心主任、纳米生物传感分析吉林省高校重点实验室主任,2015年入选国家级海外高层次青年人才引进计划、2018年获吉林省青年科技奖。2022年1月起,周明受邀担任Wiley出版社旗下国际知名学术期刊《电分析(Electroanalysis)》副主编(图3)。
图3 周明教授应邀担任Wiley出版社旗下国际知名学术期刊《电分析(Electroanalysis)》副主编
周明团队一直致力于柔性可穿戴生物电子器件的设计、构筑与开发,近年在柔性可穿戴生物电子器件领域发表系列工作(Nano Energy, 2021, 86: 106061;ACS Sensors, 2021, 6(1): 275–284;Analytical Chemistry, 2022, 94(3): 1890-1900;ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14(7): 8664–8668)。研究得到了国家自然科学基金委员会、国家科学技术部和中央高校基本科研业务费的资助。
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东北师范大学化学学院“坚持为基础教育服务,为经济和社会发展服务的办学方向”,学院拥有一支数量充足结构合理的专任教师队伍,教学科研团队由具有国际视野、在学科领域有高知名度和学术影响拔尖人才和有学术竞争力的青年骨干教师组成,保证了师资队伍的可持续发展;
有多个省部级以上学科平台,如:动力电池国家地方联合工程实验室,多酸科学教育部重点实验室,吉林省有机功能分子设计与合成重点实验室,纳米生物传感分析高校重点实验室,吉林省锂离子电池工程实验室,吉林省胶体化学与分离技术重点实验室,教育部、财政部“国培计划”中学化学示范性集中培训项目基地等。
几十年来,学院在优质的人才队伍和高级别的学术平台支撑下,凝练出多个具有特色的优势学科方向:无机化学以多酸研究为特色方向,已成为我国丰产元素多酸化学研究重要基地和著名国际多酸化学研究中心之一;物理化学专业以锂离子动力电池材料为代表的功能材料研究为特色方向,坚持理论研究与实验研究相结合,在锂离子动力电池研发领域实现多项专利成果转化,并开始与企业合作新产品研发;有机化学以杂环合成化学研究为特色方向,近年来在国际有影响力期刊发表一系列高水平研究论文,并受邀在Chem. Rev.等顶级综述类杂志上介绍该领域工作。
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素材来源:东北师范大学官网