金善贞·张龙宇教授，开发基于细胞能源储存原理的新一代体内能源充电系统

  汉阳大学生物医学工程系金善贞教授和张龙宇教授共同研究组根据细胞储存能量原理开发出了“身体插入型超级电容器（supercapacitor）”。

   汉阳大学13日发表了以上内容。该技术可以用作下一代体内能量充电系统，如果将其用于心脏起搏器（pacemaker）的制作，预计将不再需要进行更换电池的周期性手术。

   超级电容器是利用电极和电解质界面之间单纯的离子移动或表面化学反应的充电现象的能量储存装置。与一般的超级电容器相比，每单位面积可以储存数十倍的能量，与锂离子电池相比，具有高速充电和半永久寿命等优秀特性，被誉为未来环保能源储存装置。但是为了提高超级电容器的性能，在与金属氧化物一起使用的过程中，将其使用在生物体上还存在着适合性问题。

   共同研究组在细胞线粒体中发现了解决该问题的突破点。线粒体是生物生成和储存细胞能量的小器官（organelle），NAD（Nicotinamide adenine dinucleotide）是储存在这个过程中生成的电子，并将其传达给线粒体，从而生成ATP（Adenosine triphosphate）能量的必要生物分子。

  共同研究组从NAD生物分子提供线粒体电子这一点出发，在导电性优秀的碳纳米管纱线（yarn）内部加入了NAD生物分子，最大限度地提高了碳纳米管纱线所具有的超级电容器的性能，最多可达12倍。

  这样开发的超级电容器因为使用了生物分子，所以可以利用生物环境中存在的电解质储存电能，具有很高的生物适合性的优点。此外，由于它是以纤维形式制成的，很容易缝合在人体内部器官或内部，因此应用性很高。

  在接下来的生物实验中，在实验用老鼠的体内加入NAD碳纳米管纤维时，显示了正常的超级电容器的性能，插入后2周内维持了70%以上的性能，而且没有引起免疫反应。

  本次研究被评价为插入型医疗器械的生物能源自主发电模块及体外充电系统发展的大转折点，因此具有很大的意义。

  金善贞教授说：“到目前为止，为了提高生物插入型超级电容器的性能，寻找具有生物适合性的物质一直是个巨大的难题，但在构成我们身体的细胞的能量储存系统中找到了该答案。”，“是生物模仿工学的壮举。”

  本次研究结果（Implantable Biosupercapacitor Inspired by the Cellular Redox System）于2日线上刊登在世界著名化学领域杂志《Angewandte Chemie》上。

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    金善贞教授                               张龙宇教授

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