无电子机械超材料植入物

体内自供能无线传感

不用任何电子元件即可在体内实现力传感和无线传输，为智能植入物提供无源化新路径。

Luo, Jianzhe · Wenyun, Lu · 焦鹏程 · Jang, Daeik · Barri, Kaveh · 王嘉骏 · Wenxuan, Meng · Rohit P., Kumar · Agarwal, Nitin · Kojo Hamilton, D. · 王中林 · Alavi, Amir H.

Materials Today 2025

参数信息

通信功率

0.1 pW

技术优势

不靠电子元件

机械超材料本身就能收集能量并直接用于无线信号传输，因此植入物内部可以完全不含芯片、电池或天线。

极低功率就能通信

输出功率低至0.1皮瓦时仍能完成无线数据传输，这意味着体内微弱的机械力就足以驱动系统工作。

无需任何外部天线

系统完全自包含，不需要外接天线、电源或遥测设备，简化了植入手术并降低了感染风险。

体外实验已通过

在离体人类膝关节标本上验证了功能，证明该方案在真实组织环境中可行。

应用场景

• 可穿戴医疗监测：用于植入式力监测，无需电池即可长期跟踪关节受力。
• 电子皮肤：可贴附皮肤感知压力并无线回传，实现无源电子皮肤。
• 生物传感器：将机械信号转为无线信号，用于体内生物力传感。
• 外骨骼：嵌入外骨骼监测受力，无需外部供电或天线即可通信。