近期，在北京市科委支持下，北京納米能源與系統(tǒng)研究所（簡稱納米能源所）王中林院士團隊在醫(yī)療器件植入式自充電納米能源系統(tǒng)研制方面取得了新進展，研制的摩擦納米發(fā)電機首次實現利用呼吸產生的電能驅動心臟起搏器，研究成果發(fā)表在最新一期國際知名學術期刊《先進材料》上。
植入式醫(yī)療器件如心臟起搏器能夠極大地改善患者的癥狀和生活質量，具有顯著的社會價值和經濟價值。但作為新興的醫(yī)療器械發(fā)展方向，植入式醫(yī)療器件仍然面臨許多問題亟待突破，首先就是長效能源供給問題。現階段植入式器件主要依靠電池供電，工作壽命有限，一旦電池耗盡，病人不得不再次面對巨大的手術風險和經濟負擔。因此，開發(fā)長效的在體能源供給系統(tǒng)對于植入式醫(yī)療器件的發(fā)展意義重大。
王中林院士研究團隊研制的可植入式自驅動能源系統(tǒng)包括可植入摩擦納米發(fā)電機和能量轉換存儲裝置兩部分。研究團隊將自驅動能源系統(tǒng)植入大鼠體內，成功收集并轉化大鼠多個呼吸運動部位所產生的能量，以電能的形式儲存起來，并能夠驅動一個外接的心臟起搏器原型機工作，產生與醫(yī)用心臟起搏器一樣的電脈沖。根據理論計算，大鼠每呼吸５次，通過可植入摩擦納米發(fā)電機收集的能量即可成功驅動心臟起搏器工作１次。如果用到人體，僅通過呼吸就能夠連續(xù)驅動心臟起搏器，使其正常工作。這種基于生物體自身能量在體轉化的供能系統(tǒng)將極大地改善現有電池供能的弊端，延長植入式醫(yī)療器件的使用壽命，在植入式醫(yī)療領域中具有極大的應用前景。