MIT研发：纸基可吞服电池，吞进胃里最多供电3天！

引言：吞下一节电池，通常意味着挂急诊。

但2026年9月21日美国麻省理工学院（MIT）的团队发表在《自然-化学工程》上的一项研究突破了想象力，制造出了一种纸基电池，从设计之初就是为了被人体吞服。

它以镁为负极、三氧化钼为正极，峰值开路电压可达 1.84 伏；在猪胃的生理环境中，它能稳定工作最长 3 天，随后完全自行降解，无有毒残留。

论文通讯作者Giovanni Traverso身兼MIT机械工程教授与布莱根妇女医院胃肠科医师，其团队深耕可吞服电子设备十年，此次突破直接解决了体内医疗装置的电源安全痛点。

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一、可吞服装置的瓶颈是电源

胶囊内镜已经在业内使用了二十多年，医生靠它检查小肠；更前沿的电子药丸能监测生命体征、递送药物，Traverso团队自己就做过监测体温、递送多种药物、检测阿片类药物过量的胶囊。

这些装置要主动工作，需要电。

MIT News的报道梳理了团队此前的三种供电思路：体外无线输电、从消化道采集能量，或者直接装纽扣电池。

2017年2月，团队展示过一种利用胃酸发电的传感器，但能量采集方案的功率低且不稳定；纽扣电池通常含锂或氧化银，一旦外壳在消化道里破损，就可能带来安全风险。

这次的目标是把电源本身做成能被身体处理的东西。

Traverso的说法是：这些材料的安全性是已知的，最大的考量就是选择人体能耐受的材料。

二、镁、纸和蜡的三明治

新电池的电极是镁（负极）和三氧化钼（正极），两种材料少量摄入对人体相对安全，且都能在体内降解。

把电极粘在一起的是纤维素纳米纤维，本质上就是纸。

此前的可降解电池多用笨重的粘合剂把大颗粒电极材料压成厚电极，降解得慢；

纤维素纤维坚固、多孔、够薄，电极颗粒直接嵌进它的孔隙里。

「我们的灵感部分来自那些外层包裹着可食用米纸的糖果」——这是Traverso在《自然》新闻稿里的原话。

电解质是电池里负责在两个电极之间搬运电荷的部分，常见电解质往往有毒。

IEEE Spectrum对研究者的采访写明，这次用的是氯化胆碱和乳酸配成的可生物降解离子液体凝胶。整个系统外面再封一层天然蜡（蜂蜡与小烛树蜡）。

蜡层的厚薄控制着胃液渗入的速度，如果胃液太快到达电池，容量会提前衰减；如果封装撑得太久，装置又没法按计划降解。

团队做了两种规格：直径7.5毫米的圆片，和长24毫米的长条，分别装进两种可吞服胶囊，对应不同的应用。

三、猪猪胃里的三天

测试先在体外进行。

把电池泡进模拟胃液，电池正常工作约3天后性能开始缓慢下降；根据《自然》新闻稿的说法是，电池约两周内开始碎裂，数月后才完全溶解。

动物实验里，团队用胶囊把电池送进猪胃，X光片确认装置在胃里停留了至少3天，位置没有迁移，3天后仍保留可用的电量。

C&EN的报道称，团队在第24小时和第72小时取出电池实测输出，电压从1.84伏降到1.45伏。

四、两个成果

第一项是通讯。

圆片电池给一枚可降解RFID标签供电，标签由钼和纤维素制成。

这套系统叫SAFARI，团队2026年1月发过一版，用无源标签、靠采集能量供电，通讯距离受限。

换成电池供电后，装置能从消化道内持续发射信号。

胶囊在猪食道里时，标签与1.5米外的接收器保持稳定通讯，医生借此能确认患者是不是真的把药吞了。

第二项听起来有点凶残：电击胃。

2023年4月，团队报告过一种贴在胃壁上的刺激装置，电流能刺激胃里的内分泌细胞分泌胃饥饿素（ghrelin）

一种主要由胃分泌、负责告诉大脑你饿了的激素。

提升饥饿素分泌的潜在用途是治疗恶心或食欲丧失类疾病，比如癌症等慢性病患者可能出现的恶病质。

旧版装置用的是两粒氧化银纽扣电池，和FDA已批准的可吞服装置里用的同类。

换上新电池后，除了一块印刷电路板，整个装置几乎都能被身体吸收。

这次实验里，长条电池足以支撑连续3天的电刺激；对猪胃刺激20分钟，血胃饥饿素水平最高提升约50%，假刺激对照组没有提升，也未观察到与电刺激相关的明显组织损伤。

五、目前并非完全体

这项工作离完全体还有距离。

首先，测试只用了少数动物；

并且，RFID芯片和电刺激装置的电路板不可生物降解，需要自然排出体外；

用于人体测试前，还需要更多研究评估长期安全性，并做出完全可生物降解的装置。

团队正在原型机上把电池和可降解天线、RFID系统整合，目标是在大约两年后启动用药监测装置的人体临床试验。

可吞服装置的电池最终会随排泄物进入污水系统，好在材料在环境里也会降解。

六、总结一下

MIT团队用镁、三氧化钼、纤维素和蜡，研发出了一款峰值开路电压1.84伏的纸基可吞服电池。它在猪胃里最多正常工作3天，给RFID标签供电实现了与1.5米外接收器的稳定通讯，电刺激20分钟让胃饥饿素最高提升约50%，然后自行降解。

不过，距离人体应用还差完全可降解的电路和更长期的安全性数据。

本期话题：医生开处方让你吞一粒电池，你敢吞吗？

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本期参考文献：

[1] Say M G, Erus A, et al. Bioresorbable batteries for transient ingestible bioelectronics. Nature Chemical Engineering, 2026-09-21. DOI: 10.1038/s44286-026-00443-7（论文正文：1.84伏峰值电压、猪胃内3天、食道RFID与1.5米通讯、20分钟电刺激与胃饥饿素数据、降解时间线、研究局限说明；本文图1至图4出处）

[2] MIT News（Anne Trafton）. Batteries that safely break down in the GI tract could improve ingestible devices. 2026-09-21. https://news.mit.edu/2026/batteries-safely-break-down-in-gi-tract-could-improve-ingestible-devices-0921（两种电池尺寸7.5毫米/24毫米、纽扣电池安全风险、2023年装置原用两粒氧化银纽扣电池、SAFARI人体临床试验计划约两年后启动、资助信息；本文封面图出处）

[3] Nature新闻稿（Katherine Bourzac）. Edible batteries power medical devices in the body. Nature, 2026-09-21. https://www.nature.com/articles/d41586-026-02987-3（糯米纸灵感为Traverso原话引述；模拟胃液中两周内开始碎裂、数月后完全溶解）

[4] IEEE Spectrum（Charles Q. Choi）. Ingestible Paper Battery Powers Biodegradable Medical Devices. 2026-09. https://spectrum.ieee.org/smart-pills-ingestible-biodegradable-battery（纤维素纳米纤维粘合电极、氯化胆碱+乳酸离子液体电解质、天然蜡封装调控寿命的Traverso采访引述）

[5] 中国新闻网（孙自法）. 国际最新研发出能给医疗装置供电的可吞服纸电池 展现应用前景. 2026-09-23（1.84伏、猪胃最多3天、1.5米通讯、作者关于动物数量有限与电路板不可降解的提醒）

[6] 中国科学报/科学网. 可吞服纸电池能够给医疗装置供电. 2026-09-23. https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2026/9/202692385648177155897.shtm（与中新网稿互相印证的核心数据）

[7] MIT News. Ingestible capsule stimulates hunger-regulating hormone. 2023-04-26. https://news.mit.edu/2023/ingestible-capsule-stimulates-hunger-regulating-hormone-0426（2023年胃电刺激装置与胃饥饿素机制）

[8] MIT News. Engineers harness stomach acid to power tiny sensors. 2017-02-06. https://news.mit.edu/2017/engineers-harness-stomach-acid-power-tiny-sensors-0206（早期胃酸供能方案）

[9] MIT News. Pills that communicate from the stomach could improve medication adherence. 2026-01-08. https://news.mit.edu/2026/pills-communicate-from-stomach-could-improve-medication-adherence-0108（SAFARI系统无源RFID前身）

[10] C&EN（Mitch Jacoby）. This battery is ready to eat. Chemical & Engineering News, 2026-09. https://cen.acs.org/materials/energy-storage/ingestible-battery-electrode-biodegradable/104/web/2026/09（电压3天内从1.84伏降到1.45伏；24小时与72小时取出实测；阴极由纤维素纳米纤维、三氧化钼与活性炭构成；RFID芯片不可降解但自然排出）