非对称MXene电极

低阻抗心脏接口

通过轨道对称性破缺实现面外电荷转移，并利用肖特基诱导压电性增强层间输运，用于心外膜标测与起搏。

Wu, Yizhang · Liu, Yihan · Zhu, Dashuai · Hannah, Weisbecker · 刘思远 · Zhang, Lin · Wang, Meixiang · Wang, Yihang · Wang, Yong · Dickey, Michael D. · Huang, Ke · Bai, Wubin

Science Advances 2024

技术优势

界面阻抗低

轨道对称性破缺使得电荷可以沿面外方向转移，从材料本征特性上降低电极-组织界面的阻抗，提升信号记录和刺激效率。

层间输运增强

非对称轨道构型引起肖特基诱导压电性，促进器件内部的层间电荷输运，使得信号在多层结构中更高效传递。

无线无电池运行

心脏贴片支持无线、无电池工作模式，可长期实时记录心外膜电信号并进行闭环刺激，避免传统植入器件更换电池的二次手术。

应用场景

• 可穿戴医疗设备：将心脏贴片贴在体表或植入皮下，即可连续监测心电并给予电刺激，替代传统硬质电极带来的不适。
• 电子皮肤：低阻抗且柔软的MXene电极可贴合皮肤表面，采集高保真心电或肌电信号，用于可穿戴健康监测。
• 生化传感：电极的低界面阻抗可提高生化传感器的信噪比，例如检测心肌标志物或电解质变化。
• 医疗机器人：柔性电极可作为机器人与组织之间的接口，实时反馈接触力或电位，提升手术机器人的触觉感知。