习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调，建设教育强国，龙头是高等教育。要把加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科作为重中之重，大力加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设，瞄准世界科技前沿和国家重大战略需求推进科研创新，不断提升原始创新能力和人才培养质量。
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心脏起搏器、脑神经刺激器等亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站可以极大地改善患者的症状和生活质量，具有亚星手机版官方登录网站的意义。但是，这类亚星手机版官方登录网站往往难以实现长时间的电能供给，一旦电池能量耗尽，就可能变为无用的“电子废物”，使得病人不得不再次面对二次手术带来的巨大风险和经济负担以更换电池。近期，亚星手机版官方登录网站化学系王亚培教授亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站基于交叉学科亚星手机版官方登录网站背景，开发了一系列基于二区近红外光的长效亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站，有望彻底解决亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站的长期亚星手机版官方登录网站问题。
基于二区近红外光-热-电能量转换策略的亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站
现有的经皮有线亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站是一项可以持续提供高功率密度电力的解决方案，但长时间使用经皮亚星手机版官方登录网站易引发感染，甚至危及患者生命。相比之下，将能够穿透皮肤屏障的电磁波转换为电能的亚星手机版官方登录网站充电亚星手机版官方登录网站具有更为优异的生物安全性，具备为亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站电池长期亚星手机版官方登录网站的潜力。波长位于1000-1350 nm的二区近红外光，具有较高的组织穿透深度和最大组织暴露功率密度。对于同一皮下植入亚星手机版官方登录网站，二区近红外光的理论最大充电能量甚至是其他电磁波的数十倍。
基于上述亚星手机版官方登录网站背景，亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站提出基于二区近红外光-热-电能量转换策略实现亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站。在光照时，该亚星手机版官方登录网站可以先通过高光热转换效率和低热辐射率的选择性吸收涂层将光能转换为热能，再通过热电转换将热能转换为电能。同时，热防护层的存在可以保证这一过程不会对生物组织造成热损伤。在此基础上，亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站借助仿真软件，通过热管理结构设计、亚星手机版官方登录网站内部对流换热和辐射换热调控以及引入改性相变储热材料等方法，进一步提高亚星手机版官方登录网站整体的能量转换效率。与无防护措施的光热-热电亚星手机版官方登录网站相比，该方法将热损耗降低了70%，将能量转换效率提高超过20倍。更进一步的生物实验表明，通过外界光照可以令植入兔子腹腔内的亚星手机版官方登录网站产生超高输出功率（10 毫瓦），这足以驱动心脏起搏器或内窥镜等亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站正常工作，与现有的亚星手机版官方登录网站方案相比具有显著优势。
基于皮肤热管理的光热电-光电协同转换策略提升亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站能量利用效率
在前期的亚星手机版官方登录网站基础上，亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站进一步提出了基于皮肤热管理的光热电-光电协同转换策略。通过将光-热-电能量转换亚星手机版官方登录网站与光电转换亚星手机版官方登录网站结合起来，并设计多级热管理结构，减少光伏电池产生的热量与生物组织之间的热交换，并将这部分能量通过热电亚星手机版官方登录网站导出、转换并储存在蓄热材料中。这种设计思路在确保生物安全性的前提下，一方面降低了光伏电池的热衰竭损耗，提升了光电转换效率；另一方面，也能将多余的热量转化为电能，通过热电亚星手机版官方登录网站实现能量的有效利用。这两者相互促进，实现了能量的协同转换，从而显著提升了亚星手机版官方登录网站对近红外二区光的能量利用效率。
通过动物实验和临床试验，这一设备的极限能量输出功率被证实可达500毫瓦，最大能量转换效率达到9.4%，足以直接驱动摄像头或心脏起搏器等设备。进一步的细胞染色实验和动物实验结果表明，该设备对生物组织没有造成损害。这项成果为亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站的未来发展提供了有力的支持。
（兔子体内亚星手机版官方登录网站测试）
相关背景以上工作均得到了国家自然科学基金委员会和亚星手机版官方登录网站理工学科建设处的资助，成果分别刊登在国际顶级学术期刊Nature Communications和Advanced Materials上。两篇文章的第一作者为亚星手机版官方登录网站化学系硕士毕业生吕善知，通讯作者为王亚培教授，亚星手机版官方登录网站为第一通讯单位。详见Adv. Mater. 2023, 2306903；Nat. Commun. 2022, 13, 6596。
亚星手机版官方登录网站化学系王亚培教授亚星手机版官方登录网站亚星手机版官方登录网站长期从事光热转换、复杂乳液、绿色电子、医用材料等亚星手机版官方登录网站的科研工作，并重点关注它们在皮肤医学工程和智慧农林材料与亚星手机版官方登录网站等方向上的应用创新。亚星手机版官方登录网站面向国家重大战略需求，积极推动化学与其他学科的交叉融合，通过构建学科间密切合作，以期解决国家能源环境、临床医学、农业科技等亚星手机版官方登录网站中面临的卡脖子难题。
