【摘 要】
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纳米生物器件将为生物医药领域带来革命性的变化,然而大部分纳米生物器件的操纵需要电源的支撑,开发生物兼容的发电机将为纳米生物器件的飞速发展奠定基础.我们以染料敏
【机 构】
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东华大学纤维材料改性国家重点实验室和材料科学与工程学院,上海市松江区人民北路2999 号,201620
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纳米生物器件将为生物医药领域带来革命性的变化,然而大部分纳米生物器件的操纵需要电源的支撑,开发生物兼容的发电机将为纳米生物器件的飞速发展奠定基础.我们以染料敏化的TiO2纳米多孔薄膜为衬底,制备了上转换发光稀土纳米棒薄膜,随后将其与液态电解质以及Pt对电极一起组装了一种980 nm激光驱动的光伏电池.这种光伏电池在功率为1W的980 nm激光激发下,内部的稀土纳米棒薄膜吸收980 nm激光并发射出可见光；可见光再被染料吸收,处于激发态的染料将电子注入TiO2导带从而导致电荷分离.该发电机产生的开路电压为0.60 V,短路电流为1.50 mA,最大发电功率为0.47 mW.重要的是,在1 ～ 6 mm厚的生物组织覆盖下,该发电机的最大输出功率依然能够达到0.28 ～ 0.02 mW,足够驱动纳米机器人等器件.通过优化稀土上转换材料和采用准固态电解质,发电机依然可以得到0.31 mW的发电功率.因而这类纳米光伏电池具有为纳米生物器件供电的光明应用前景.
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