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心血管组织工程和植入的新兴生物电子策略
心脏病目前是全球死亡的主要原因。创建心血管组织的能力在理解组织发育，疾病进展，药理学测试，生物执行器和移植方面具有许多应用。但是当前的心血管组织工程（CTE）方法有限。但是，在生物电子领域中已经出现了发展，并创建了可以与心脏细胞密切相互作用，提供监测能力并调节组织形成的仿生装置。将生物电子学与心脏组织工程结合在一起可以克服当前的局限性，并产生生理上的相对组织，可用于心血管研究和医学的各个领域。本评论重点介绍了基于心血管的生物电子学的最新进展。首先，讨论了心脏组织工程和心血管疾病的生物疾病疗法的潜力。第二，审查了用于CTE和植入及其特性的Advanta-Geous Bioeleclectronic材料。第三，几种代表性的心血管组织生物电子界面模型以及生物电子学可以在体外和体内应用中的有益功能。最后，讨论了临床应用的前景和剩余挑战。
生物电子和生物传感器部门M. ...
部门委员会由该系学院组成。部门委员会应负责入学部门提供的所有计划，包括进行入学考试，记录验证，入学和评估。部门委员会确定课程的审议，并指定学分在学期和课程方面的分配。对于每门课程，它还将确定讲座，教程，实践，研讨会等的学分数量。课程（核心/学科特定的选修/非主要选修课）是由教师设计的，并由部门委员会批准。由部门委员会批准的课程应由研究委员会批准。提供课程的老师还将负责维持所有注册该课程的学生的出勤和表现表（CIA -I，CIA -II，作业和研讨会）。非硕士选修课和MOOC协调员负责将绩效表提交给部门负责人。部门负责人合并了与部门提供的计划有关的所有此类课程。然后将相同的转发为考试控制者。
生物电化学甲苯氧化和三氯乙烯还原脱氯的偶联，用于单阶段的地下水，含有多种污染物
通常挑战芳香碳氢化合物和氯化溶剂的混合物污染的地下水的生物修复，因为这些污染物通过独特的氧化和还原途径降解，因此需要不同的修订和氧化还原条件。在这里，我们提供了含有甲苯和三氯乙烯（TCE）的单阶段处理的概念证明，在管状生物电化学反应器中，称为“生物电井”。甲苯用微生物生物射模（最高150 m mol 1 d 1）降解，其用作末端电子受体，其偏光石墨阳极（þ0.2V vs. she）降解。从微生物驱动的甲苯氧化中衍生的电流导致（在不锈钢阴极处）产生（不锈钢阴极），这使TCE降低了TCE的氯化为氯的中间体（即CIS -DCE，VC和ETH），以500 m eq l 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 d 1 D.基于“生物电井”的系统发育和功能基因分析确认了具有厌氧甲苯氧化和TCE还原性脱氯代谢潜力的微生物组的建立。然而，甲苯降解和当前产生是由外部质量运输定位限制的，因此表明现有的进一步过程优化潜力。©2022作者。由Elsevier B.V.代表中国环境科学研究所，中国环境科学学院出版。这是CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）下的开放访问文章。
用于生物电化学储能电网整合的多输出交流/直流能量转换系统
生物电化学储能 (BES) 系统能够将电能转化为生物甲烷，其结构类似于燃料电池，因为多个低压模块串联连接形成堆栈，然后并联以达到所需功率。然而，在这种情况下，BES 模块充当气体储能/负载，产生可储存的生物甲烷作为产品。本文提出了一种用于 BES 堆栈的多输出多级 AC/DC 电源转换系统。所提出的拓扑结构类似于模块化多级转换器 (MMC)，其中 BES 堆栈连接到子模块，并且直流链路中仅存在一个电容器。因此，它只需要在交流侧使用一个小滤波器，同时可以同时控制所有 BES 堆栈的电压和功率。提出了所提出的电源转换系统的数学模型，然后设计了一种控制方案，以实现以下目标：1) 同时控制所有输出电压；2) 独立控制与电网交换的有功和无功功率；3) 控制电网电流的质量； 4) 抑制环流。为了验证系统性能，我们展示了从包含 18 个堆栈的 10 kW BES 系统获得的 OPAL-RT 实时模拟结果。© 2022 由 Elsevier Ltd. 出版。
适用于全水凝胶生物电子学的 3D 可打印高性能导电聚合物水凝胶
工程应变加统一。d，Pt 电极和 BC-CPH 在第 1 次、第 5,000 次和第 10,000 次循环的电流密度与电位图。e，Pt 电极和 BC-CPH 的电荷存储容量 (CSC) 与循环伏安法 (CV) 循环的关系。f，Pt 电极和 BC-CPH 在第 1 次和第 1M 次循环的双相输入脉冲 (顶部) 和相应的电流密度与时间图 (底部)。g，Pt 电极和 BC-CPH 的电荷注入容量 (CIC) 与电荷注入循环的关系。全部 10
用于微生物生物电子学的溶液沉积和可图案化导电聚合物薄膜电极
图 3. 微生物全细胞生物电子装置的电化学分析。使用 (a) 裸 ITO 玻璃和 (b) PEDOT:PSS/PHEA 涂层工作电极对生物和非生物电化学反应器进行计时电流测量。插图显示非生物电流密度。反应器接种了 S. oneidensis 以进行生物测量，虚线标记。非生物测量包含培养基。电化学反应器的工作电极平衡在 +0.2 V vs Ag/AgCl，并使用 20 mM 乳酸作为 S. oneidensis 的碳源。在 43 小时的计时电流实验后，在 (c) 裸 ITO 玻璃和 (d) PEDOT:PSS/PHEA 涂层电极上对生物和非生物样品的循环伏安图（扫描速率：10 mV s -1）。
生物引导的生物电接口工程
生物电界面连接各种长度尺度上的材料和生物系统，从亚细胞尺寸到组织和器官水平。近几十年来，界面的发展取得了显著增长。自 21 世纪初以来，该领域已从膜片钳、微电极阵列 (MEA) 和场效应晶体管 (FET) 发展到基于微创、超小型和生物相容性纳米材料的传感和调制技术 1–3 。到目前为止，研究一直在利用具有合理设备结构和高效制造方法的纳米级导电材料来开发神经科学、心血管疾病研究、微生物相关能源系统和许多其他不断扩展的领域的新应用 4–9 。半导体、碳、金属及其复合材料和氧化物是用于界面的材料，可催化深部脑刺激器、视网膜假体、植入式人工起搏器和微生物燃料电池的开发以及个性化医疗的探索取得重大进展 10–14 。这些发展增强了更好地理解细胞、组织和器官系统内和之间复杂的电生理生物过程的能力。
用于先进生物电子设备的功能性水凝胶界面材料
CONSPECTUS：现代研究的一个前沿领域专注于新兴的可植入生物电子设备，这些设备具有独特的操作模式，既与研究研究有关，也与医疗实践有关。这些先进技术有可能实现与各种疾病相关的革命性诊断和治疗能力，无缝集成到重要器官表面可以实现准确的感知、刺激，甚至同时感知和刺激。用于组织状界面的材料（例如水凝胶）至关重要，这些材料能够实现这些技术平台和生命系统之间的软机械耦合和多功能双向交换。功能性水凝胶在这方面具有重大前景，正如最近展示的夹层所示，这些夹层支持光学、机械、电气、光学、热和生化相互作用模式，在活体动物模型中具有长期生物相容性和稳定功能。本报告重点介绍了水凝胶材料的最新进展，这些材料可作为生物电子系统和软组织之间的界面，以促进植入并支持感知和刺激。内容包括允许生物电子集成的材料概念、成分、化学和结构。用作界面粘合剂和表面涂层以支持机械、电、光、热和/或化学耦合突出了广泛的选择范围。本报告首先介绍了利用先进化学技术控制内出血、预防细菌感染和抑制异物反应的水凝胶。后续章节总结了利用水凝胶力学（例如其机械、可调模量、润滑表面和界面粘附特性）促进生物电子和生物系统之间相互作用的策略。功能特性的讨论从不同类型的导电水凝胶的电导率及其长期稳定性开始，并应用于生物电子传感和刺激。接下来的章节重点介绍了光学、热和化学特性，也涉及设备操作。最后一段关于化学的内容概述了最近开发的光固化和生物可吸收水凝胶粘合剂，它们支持与软生物组织的多功能界面。最后几段强调了先进生物电子设备水凝胶材料科学研究的剩余挑战和机遇。
用于慢性自由啮齿动物生物电位记录的电准静态动物体通信
持续多通道监测生物电信号对于了解整个身体至关重要，有助于在神经研究中建立准确的模型和预测。目前最先进的无线生物电记录技术依赖于辐射电磁 (EM) 场。在这种传输中，由于 EM 场辐射范围很广，因此只能接收到一小部分能量，从而导致系统有损、效率低下。使用身体作为通信介质（类似于“电线”）可以将能量限制在体内，从而比辐射 EM 通信的损耗低几个数量级。在这项工作中，我们引入了动物身体通信 (ABC)，它将使用身体作为介质的概念应用于慢性动物生物电记录领域。这项工作首次开发了动物身体通信电路和通道损耗的理论和模型。利用该理论模型，使用现成的组件构建了一个亚英寸 3 的定制传感器节点，该节点能够通过大鼠的身体感应和传输生物电位信号，与传统无线传输相比，其功率明显较低。体内实验分析证明，与传统无线通信方式相比，ABC 成功地通过身体传输了采集的心电图 (EKG) 信号，相关精度 >99%，功耗降低了 50 倍。
