仿生两性离子水凝胶电解质赋能3D打印柔性锌离子微电池实现长效电生理监测

来自国内的研究团队针对锌离子电池在可穿戴电子应用中存在的界面不稳定性和机械刚性难题，开发出基于腺苷单磷酸修饰羧甲基纤维素(CMC-AMP)的两性离子水凝胶电解质。该材料通过构建仿生伪离子通道和自适应双层固体电解质界面(SEI)，使3D打印柔性锌离子微电池(FZIMB)在1.5 A g-1下循环1000次容量保持率达99.3%，弯曲100次后仍保持98.98%容量，为自持式柔性生物电子平台提供了创新解决方案。

　　

锌离子电池因其本质安全性和高理论容量成为可穿戴电子设备的理想选择，但界面不稳定和机械刚性始终制约其实际应用。最新研究通过3D打印技术制备柔性锌离子微电池(FZIMB)，创新性地采用腺苷单磷酸(AMP)修饰的羧甲基纤维素(CMC-AMP)两性离子水凝胶电解质。这种智能材料展现出三大突破性特征：两性离子AMP的自组装形成仿生伪离子通道，构建高度有序的Zn²⁺传输路径；柔性CMC-AMP基质促进锌阳极表面形成稳固的固体电解质界面(SEI)；伪离子通道与自适应SEI的协同作用实现均匀锌电沉积。由此打造的微型电源系统表现出惊人稳定性——在1.5 A g^-1大电流下历经千次循环容量衰减仅0.7%，经受百次弯曲后电化学性能几乎无损。当与 hydrogel-based 表皮传感器联用时，该集成系统可同步实现持续供能和高分辨率电生理信号采集，为新一代自供能柔性生物电子器件开辟了崭新路径。