近日，国际顶级期刊《Nature Communications》在线发表了题为《An anticoagulant supercapacitors for implantable applications》的研究性论文，以报道我校科研团队在导电高分子研发及在生物医用领域应用的最新进展。省部共建国家重点实验室为第一完成单位，材料学院材料科学与工程博士后流动站在站博士后王相雅为第一作者，冉奋教授为通讯作者。这是我校首次在《Nature》子刊独立发表文章。

人体植入式医疗器械往往需要配备可植入的能量储存设备。植入式超级电容器作为一类新型的储能器件，其发展对于生物医学领域有着至关重要的意义。然而，当植入式器件置入体内时，不可避免地与血液直接接触，可能激发血小板活化、凝血级联反应，并引发炎症导致血栓栓塞等一系列不良反应，严重时会削弱储能装置性能，甚至危及人体生命健康。因此，植入式超级电容器在满足储能需求的基础上，必须具备优异的抗凝血性能，避免植入后血栓及其他心脑血管疾病的发生。鉴于此，我校团队利用临床上广泛使用的抗凝血大分子肝素(Hep)掺杂导电高分子聚3, 4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)，合成了具有抗凝活性的生物电极材料PEDOT: Hep。通过原位聚合的方式，构筑了具有一体化结构的抗凝血超级电容器。该超级电容器不仅具有高抗凝活性(凝血时间为63.4秒)和低溶血率(< 5 %)，还展现出优异的电化学活性和循环稳定性，可作为植入式心率传感器的供能设备。

图 传统植入式生物电子与抗凝血超级电容器接触血液时的临床反应差异

该工作是我校省部共建国家重点实验室科研团队近期关于植入式储能器件相关研究的最新进展之一。植入式储能器件能够为健康管理和疾病治疗装置提供电能，其主要材料需要具备优异的电化学性能和良好的血液相容性，器件本身则需具备长寿命、小型化及柔性等特性，以适配可穿戴和可植入设备的应用需求。过去两年，团队系统总结了植入式能源存储设备的最新进展(Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2301877)，针对当前植入式储能装置在体内长期应用时面临的稳定性、生物及血液相容性挑战，从抗凝血机理和分子设计的角度出发，阐述了抗凝血大分子在生物电子学领域中的重要应用和发展潜力(Macromolecules 2023, 56: 4387)。团队还开发了可临床应用的抗凝血电极材料(Advanced Healthcare Materials 2024, e2401134)，以及无物理接口的新型膜式“一体化”超级电容器(Macromolecules 2024, 57: 9429-9441)，这些研究成果有助于人类疾病治疗与健康管理。

我校重视博士后的培养与发展，近两年针对性的出台了一系列政策与措施。本次发表文章的第一作者王相雅于2024年6月份在兰州理工大学材料学专业获得工学博士学位，随后全职进入我校材料科学与工程博士后流动站从事博士后研究，研究方向是先进高分子材料制备及在生物医用领域的应用。截至目前，该博士后在该领域共发表包括Nature Communications、Macromolecules等A2级及以上学术论文6篇，申请专利1项。（撰稿：冉奋，审核：石玗）