柔性可穿戴生物電子器件在個人健康管理、藥物輸送、運動監測和電子皮膚等領域有着廣泛的應用前景。近日,東北師範大學化學學院周明教授團隊在柔性可穿戴生物電子器件領域取得了系列進展。
團隊採用獨特的「貼近皮膚穿戴」策略,率先提出「離心管中的柔性生物燃料電池(命名為iezTube)」的概念,解決了以往「穿戴在皮膚上」的汗液生物燃料電池在穿戴環境中,難以直接產生穩定電能的難題(圖1)。
圖1 離心管中的柔性生物燃料電池(iezTube)示意圖
該成果以「離心管中的柔性生物燃料電池(iezTube):用於可穿戴綠色能量收集的完全獨立的生物燃料電池(Flexible Biofuel Cell-In-A-Tube (iezTube): An Entirely Self-Contained Biofuel Cell for Wearable Green Bio-energy Harvesting)」為題,在國際知名學術期刊《先進功能材料(Advanced Functional Materials)》上發表。周明為通訊作者,博士研究生王靜娟為第一作者。
團隊採用獨特的多因素校正策略,首次設計了雙功能全集成可穿戴汗液和傷口滲出液傳感器,克服了利用一個全集成可穿戴傳感器對兩種表皮無創體液的可穿戴、動態和準確監測的工程挑戰(圖2)。
圖2 雙功能全集成可穿戴汗液和傷口滲出液傳感器示意圖
該成果以「一種用於汗液和傷口滲出液中多種標記物監測的雙功能全集成可穿戴傳感器(A Bifunctional Fully Integrated Wearable Tracker for Epidermal Sweat and Wound Exudate Multiple Biomarkers Monitoring)」為題,在國際知名學術期刊《微小(Small)》上發表。周明和薄祥潔副教授為通訊作者,碩士研究生裴心怡為第一作者。
周明是東北師範大學化學學院教授、博士生導師、分析測試中心主任、納米生物傳感分析吉林省高校重點實驗室主任,2015年入選國家級海外高層次青年人才引進計劃、2018年獲吉林省青年科技獎。2022年1月起,周明受邀擔任Wiley出版社旗下國際知名學術期刊《電分析(Electroanalysis)》副主編(圖3)。
圖3 周明教授應邀擔任Wiley出版社旗下國際知名學術期刊《電分析(Electroanalysis)》副主編
周明團隊一直致力於柔性可穿戴生物電子器件的設計、構築與開發,近年在柔性可穿戴生物電子器件領域發表系列工作(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)。研究得到了國家自然科學基金委員會、國家科學技術部和中央高校基本科研業務費的資助。
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東北師範大學化學學院「堅持為基礎教育服務,為經濟和社會發展服務的辦學方向」,學院擁有一支數量充足結構合理的專任教師隊伍,教學科研團隊由具有國際視野、在學科領域有高知名度和學術影響拔尖人才和有學術競爭力的青年骨幹教師組成,保證了師資隊伍的可持續發展;
有多個省部級以上學科平台,如:動力電池國家地方聯合工程實驗室,多酸科學教育部重點實驗室,吉林省有機功能分子設計與合成重點實驗室,納米生物傳感分析高校重點實驗室,吉林省鋰離子電池工程實驗室,吉林省膠體化學與分離技術重點實驗室,教育部、財政部「國培計劃」中學化學示範性集中培訓項目基地等。
幾十年來,學院在優質的人才隊伍和高級別的學術平台支撐下,凝練出多個具有特色的優勢學科方向:無機化學以多酸研究為特色方向,已成為我國豐產元素多酸化學研究重要基地和著名國際多酸化學研究中心之一;物理化學專業以鋰離子動力電池材料為代表的功能材料研究為特色方向,堅持理論研究與實驗研究相結合,在鋰離子動力電池研發領域實現多項專利成果轉化,並開始與企業合作新產品研發;有機化學以雜環合成化學研究為特色方向,近年來在國際有影響力期刊發表一系列高水平研究論文,並受邀在Chem. Rev.等頂級綜述類雜誌上介紹該領域工作。
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素材來源:東北師範大學官網