近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員吳忠帥團隊與遼寧省腫瘤醫院教授張鑫豐團隊合作，研制出可自然降解且生物相容的可植入微型超級電容器。相關成果以“A Biodegradable High-Performance Microsupercapacitor for Environmentally Friendly and Biocompatible Energy Storage”為題，發表于ACS Nano期刊。

超級電容器是一種能量儲存器件，它利用電解質離子在電極表面、近表面發生吸附/脫附或快速的氧化還原反應來進行能量存儲。由于能量儲存過程只發生在表面和近表面，不涉及體系內部反應，因此超級電容器具有充放電速度快、循環壽命長、安全性好等優點，是電化學儲能器件中極具實力的“短跑運動員”。

微型超級電容器在未來可穿戴和可植入電子設備領域具有應用潛力，但用于微型超級電容器的傳統材料往往不可降解且具有生物毒性，無法實現器件在體內穩定存留，并產生大量電子垃圾。可降解材料在自然條件下可以被分解為無害的小分子，通常具有優異的生物相容性，是制備可降解和可植入微型超級電容器的首選材料。

在該項工作中，研究人員將具有良好可降解性的淀粉和聚己內酯（PCL）制備成封裝材料和柔性基底，并采用羧甲基纖維素和膨潤土調節電極與電解質漿料的流變性，在此基礎上結合3D打印策略構建出可降解的可植入平面微型超級電容器。

由于器件使用的所有高分子材料均具有可降解特性，該微型超級電容器在天然土壤中90天左右就可順利降解。此外，高濃鹽電解質的應用賦予了該器件優異的耐低溫性能，其在-20℃條件下仍可以正常工作。高生物相容性的PCL/淀粉膜的封裝使得該器件可以在生物體內穩定存在而不損害周圍組織。

該研究為設計與創制環境友好且生物相容的可降解可植入微型儲能器件提供了新途徑。

審核編輯：劉清