国际著名刊物Nano Energy (IF=17.881)近日发表物理科学与技术学院国世上教授与人民医院相关团队合作成果。论文题为“Performance-enhanced flexible piezoelectric nanogenerator via layer-by-layer assembly for self-powered vagal neuromodulation” （通过逐层组装增强压电纳米发电机性能并用于自驱动迷走神经调节）。该成果对于自驱动神经调节系统的发展具有重要意义。

研究表明迷走神经调节可以通过产生有效的身体反应来治疗疾病，如癫痫、心血管疾病和抑郁症。同时，植入式迷走神经刺激装置已被美国食品和药物管理局批准商业化。但这些装置所采用的电池一般都比较笨重且寿命短，因此更换电池和相应的手术增加了患者的痛苦和经济负担。2012年王中林院士提出了基于纳米发电机的自驱动系统概念，其目标是将环境中的能源转换为电能并驱动电子器件实现特殊功能。因此，设计一个能够从人体或环境中获取能量的自驱动迷走神经调节装置具有重要意义。

本工作首先通过逐层组装提高了柔性压电纳米发电机的输出性能，并通过仿真验证了器件内部改善的应力分布结果。最后我们将纳米发电机与能量采集电路组成为自驱动迷走神经调节装置，该装置可以在犬模型体内收集颈动脉搏动的机械能。通过在体外施加磁场去触发电路中的开关，实现迷走神经刺激的功能。未来两个团队将继续加深合作，在医工交叉的助力下，致力构建更为安全、有效的神经调控和心血管疾病防治新策略。将新技术、新材料用于新型诊疗设备中去，最终服务广大患者。

该工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106319