CN108066826A - 一种无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统中的应用 - Google Patents

一种无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统中的应用，无线电流自驱动复合纤维主要包括聚酯类聚合物、具有电流传导功能的线性纳米材料和磁性纳米粒子。该自驱动复合纤维在植入生物体内目标位置外加磁场下且无外接电源情况下，利用施于目标位置的旋转磁场实现复合材料非电源嵌入式电刺激自供电的功能响应。本发明的操作简单、实现的方法新颖，解决了现有的电刺激大多是需要接外电源来实现导致的不方便等问题，在神经/肌肉组织的电刺激、促进损伤皮肤生长等生物医学领域，以及建筑、飞行器、轨道、电子等领域都有广阔的应用前景。

Description

一种无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统 中的应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料的应用，特别涉及一种无线电流自驱动复合纤维的应用方法。
背景技术
正常情况下，损伤部位的组织是可自然修复和愈合的，但组织的修复则表现为组织的再生，是通过细胞的生长、迁移、分化和基质分泌等细胞行为实现的。而这些细胞行为均与包括实现细胞间信息传递的化学信号、影响细胞内和细胞间信息传递的电信号在内的细胞传导信号有关。但由于损伤部位的信号传导紊乱或中断，受损伤组织的再生能力下降，受损伤组织很难实现自我修复，此时往往需要医疗干预，如电刺激疗法，通过建立神经接口，保持或施加适当的微电流刺激，加速组织修复而达到痊愈的目的。目前，电刺激已经广泛应用于临床和实验室研究，人们利用电刺激来达到神经突触的增生、调节分化、对大脑皮层的刺激、治疗损伤的皮肤、建立大鼠肢体截肢残肢中特定组织的再生模型、促进心肌细胞生长等。近年来，随着对电刺激的应用，研究者们也在电刺激所用的材料上进行了深入的研究。
电刺激治疗在生物方面的应用，如中国专利201510006097.1报道了适用于人体皮肤触觉神经刺激的多通道电刺激器；中国专利201210232655.2报道了手持便携式经皮神经电刺激镇痛方法及阵痛器的用途；中国专利201410725731.2报道了一种穿戴式正中神经电刺激昏迷唤醒系统及通讯系统；中国专利201610516878.X报道了一种经皮神经定位电刺激笔；中国专利201610450236.4报道了一种无创伤神经肌肉电刺激装置。类似相关的报道有很多，但其大多数都需要外接电源作为供电装置，复合材料本身无法实现自供电功能，这样不仅携带不便，外观，实用性也受到影响。
现有的电刺激治疗方法，如中国专利201410316899.8报道了一种经皮肾动脉交感神经消融术的电刺激电极导管；中国专利201510724499.5报道了一种具有调制模式的植入式神经电刺激系统；中国专利201010593161.8报道了一种可促进神经再生的感应式电刺激器；中国专利201410270731.8报道了一种植入式神经电刺激装置与系统。以上都是对现有电刺激方法和电刺激系统的改进，但是这些研究主要是通过植入式电刺激系统来实现的，对于患者来说，有以下不足之处：
1、安装在刺激器上的电池也需经常充电或更换，还会存在漏电的风险；
2、伤口容易感染发炎，且对其集成化、小型化要求更高，除此外还需考虑生物体内的排异现象。
发明内容
本发明总的目的在于提供一种无线电流自驱动复合纤维，该复合纤维具有非电源和导线连接或嵌入的特征，并且可以自供电产生电刺激；该复合材料的组分构造、制备方法都新颖独特、简单可行；其应用方法也独特、实用和经济，在生物医学、建筑、飞行器、轨道、电子等多个领域具有广阔的应用前景。
本发明的第一个目的在于提供一种无线电流自驱动复合纤维，该复合纤维具有在外旋转磁场下内部产生感应微电流，达到电自驱动的功能。
基于上述第一个目的，实现该技术方案为：一种无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，纤维体平均直径为100±30nm，主要包含以下重量份数的组分：
(A)聚酯类纤维：70％-95％；
(B)具有电流传导功能的线性纳米材料：1％-15％；
(C)磁性纳米材料：1％-15％；
所述的聚酯类纤维是平均分子量为10000-200000的生物可降解聚酯聚合物；
所述的具有电流传导功能的线性纳米材料是直径在100纳米以下、纵横比在2:1及以上具有电流传导功能的以下物质的至少一种：纳米线、纳米管、纳米棒或纳米带的一维材料；
所述的磁性纳米材料是以下物质的至少一种：铁氧粒子、金属粒子或氮化铁粒子。
进一步地，
所述的聚酯类纤维是平均分子量为10000-200000的生物可降解聚酯聚合物，其特征在于，所述的生物可降解聚酯聚合物为：聚己内酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯的一种或一种以上的混合物；
所述的具有电流传导功能的线性纳米材料是直径在100纳米以下、纵横比在2:1及以上具有电流传导功能的纳米线、纳米管、纳米棒或纳米带的一维材料，其特征在于，所述具有电流传导功能的纳米线为：银纳米线、金纳米线、铜纳米线、铂纳米线、镍纳米线、钼纳米线的一种或一种以上的混合物，所述具有电流传导功能的纳米管为：碳纳米管、钛纳米管、二氧化钛纳米管、镁纳米管、氧化镁纳米管的一种或一种以上的混合物，所述具有电流传导功能的纳米棒为：银纳米棒、金纳米棒、铜纳米棒、钛纳米棒、二氧化钛纳米棒、镁纳米棒、氧化镁纳米棒的一种或一种以上的混合物，所述具有电流传导功能的纳米带是：厚度小于100纳米、宽度为50-1000纳米、长度为500-5000纳米的石墨烯；
所述的磁性纳米材料是铁氧粒子、金属粒子或氮化铁粒子，其特征在于，所述具有磁性能的铁氧纳米粒子为：γ-Fe3O4、Fe3O4、ZnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4、MnFe2O4的一种或一种以上的混合物，所述具有磁性能的金属纳米粒子为：Fe、Co、Ni的一种或一种以上的混合物，所述具有磁性能的氮化铁纳米粒子为：FeN、Fe2N、Fe3N的一种或一种以上的混合物；
所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述的复合纤维采用化学法、机械法、静电纺丝法的一种或一种以上的方法制得。
本发明的第二个目的是在第一个目的的基础上提供一种应用方法，即：在外旋转磁场下，该复合材料实现无线电流自驱动和传输电刺激。
基于上述的第二个目的，实现的具体技术方案如下：
无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统中的应用，其特征在于，将权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的无线电流自驱动复合纤维植入生物体内目标位置，在外加磁场下且无外接导线和电源，外加磁场离目标物的距离不小于2cm，目标位置的磁场强度为100mT-5T；然后外加磁场在复合纤维目标位置的周围旋转，旋转磁场的转速为50-1000r/min；复合纤维在法拉第电磁感应定律下产生感应电流，其输出电流的大小为1μA-30mA；实现非电源和导线连接的无线电流自驱动、自供电的功能响应。
该复合纤维在外置旋转磁场下的电流信号分析，是通过低噪声电流前置放大器斯坦福研究系统和RS570Keithley 6514系统进行测试。
与现有技术相比，本发明的方法有如下特点与效果：
1、本发明的一种无线电流自驱动复合纤维，组分构造切实可行，制备方法简单、反应温和、可控性强、且对环境友好。
2、本发明的一种无线电流自驱动复合纤维及其应用方法具有创新开拓性，创新性地提出基于外旋转磁场下可实现无线电流传输和刺激功能，构思及实施都新颖独特，在电刺激等实际应用方面可同时体现无植入伤害与可自供电等优点。
3、本发明制备得到一种无线电流自驱动复合纤维，可根据实际应用采用不同形状、不同性能的搭配，实用性强，可选择范围广。
本发明提供的无线电流自驱动复合纤维及其应用方法，实现了无线电流传输，减少了很多弊端，不仅降低了手术危险和感染发炎的风险，还避免体内安装的电池因无电而需开刀充电以及电池泄漏的危险。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于此。
实施例1
聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维:
(1)称取10克、平均分子量为50000的聚己内酯，加入100毫升的二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，在25℃的密闭条件下机械搅拌溶解；
(2)同时称取3克的银纳米线，其平均直径为50纳米、长径比为10:1，加入到20毫升的二氯甲烷中，超声波和磁力搅拌下分散30分钟，然后以1-3滴/秒的速率滴加入上述(1)的混合溶液中，并保持密闭条件下机械搅拌混合；
(3)再称取2克的γ-Fe3O4纳米粒子，其平均粒径为15±5纳米，加入到15毫升的二氯甲烷中，超声波和磁力搅拌下分散30分钟，然后以1-2滴/秒的速率滴加入上述(2)的混合溶液中，并保持密闭条件下机械搅拌混合；
(4)将上述(3)的混合溶液用静电纺丝机在室温下电纺，静电纺丝电压为21±3kV，滚筒转速为800rpm，溶液推速为0.8mL/h，针头到接收板之间的距离为15cm，待混合溶液完成电纺后，从接受板上收集到平均直径为100±30nm的纤维，即聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维。
复合纤维的无线电流自驱动：
(1)将收集到的聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维分成长度不等的短纤维，以备检测自驱动产生的电流值大小，将复合纤维置于外加磁场下，且无外接导线和电源，外加磁场离复合纤维的距离为10cm，目标位置的磁场强度为800mT；
(2)然后外加磁场在复合纤维的周围旋转，旋转磁场的转速为150r/min，在法拉第电磁感应下复合纤维产生感应微电流，电流信号通过低噪声电流前置放大器斯坦福研究系统RS570进行测试，测得其输出电流的大小为80μA，即成功实现聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维在非电源和导线连接下的无线电流自驱动、自供电的功能响应。
实施例2
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为9克、平均分子量为100000的聚己内酯。
实施例3
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为12克、平均分子量为20000的聚己内酯。
实施例4
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为10克、平均分子量为80000的聚乳酸。
实施例5
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为12克、平均分子量为30000的聚丁二酸丁二醇酯。
实施例6
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为8克、平均分子量为200000的聚羟基烷酸酯。
实施例7
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为4克、平均分子量为50000的聚己内酯和6克、平均分子量为80000的聚乳酸的混合高分子。
实施例8
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为5克、平均分子量为100000的聚己内酯和5克、平均分子量为30000的聚丁二酸丁二醇酯的混合高分子。
实施例9
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米线为1克的金纳米线，其平均直径为30纳米、长径比为15:1。
实施例10
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米线为1.5克的铜纳米线，其平均直径为60纳米、长径比为20:1。
实施例11
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米线为1克的铂纳米线，其平均直径为80纳米、长径比为15:1。
实施例12
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米线为2克、平均直径为50纳米、长径比为20:1的银纳米线和1.5克、平均直径为80纳米、长径比为15:1的铂纳米线。
实施例13
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米线为2.5克、平均直径为60纳米、长径比为20:1的镍纳米线和2.5克、平均直径为80纳米、长径比为15:1的钼纳米线。
实施例14
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为1.5克、平均粒径为8±2纳米的Fe3O4。
实施例15
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为2克、平均粒径为15±5纳米的ZnFe2O4。
实施例16
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚己内酯/银纳米线/γ-Fe3O4复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为1.5克、平均粒径为30±5纳米的NiFe2O4和1.5克、平均粒径为50±5纳米的MnFe2O4。
实施例17
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为20cm，目标位置的磁场强度为1T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为200μA。
实施例18
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为30cm，目标位置的磁场强度为3T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为500μA。
实施例19
本例与实施例1基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为15cm，目标位置的磁场强度为5T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为5mA。
实施例20
聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维:
(1)称取10克、平均分子量为150000的聚乳酸，加入100毫升的二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，在25℃的密闭条件下机械搅拌溶解；
(2)同时称取4克的碳纳米管，其平均直径为80纳米、长径比为20:1，加入到20毫升的乙醇溶剂中，超声波和磁力搅拌下分散30分钟，然后以1-3滴/秒的速率滴加入上述(1)的混合溶液中，并保持密闭条件下机械搅拌混合；
(3)再称取5克的FeN纳米粒子，其平均粒径为45±5纳米，加入到25毫升的乙醇溶剂中，超声波和磁力搅拌下分散30分钟，然后以1-2滴/秒的速率滴加入上述(2)的混合溶液中，并保持密闭条件下机械搅拌混合；
(4)将上述(3)的混合溶液用湿法纺丝制备纤维，混合溶液的浓度保持30％，溶液温度保持60℃，纺丝压力为0.4Mpa，喷头孔径为0.01mm，凝固长度为500mm，喷头拉伸比5％，直到混合溶液完成喷射挤出纺丝，从接受板上收集到平均直径为800nm的纤维，即聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维。
复合纤维的无线电流自驱动：
(1)将收集到的聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维分成长度不等的短纤维，以备检测自驱动产生的电流值大小，将复合纤维置于外加磁场下，且无外接导线和电源，外加磁场离复合纤维的距离为30cm，目标位置的磁场强度为1T；
(2)然后外加磁场在复合纤维的周围旋转，旋转磁场的转速为300r/min，在法拉第电磁感应下复合纤维产生感应微电流，电流信号通过低噪声电流前置放大器斯坦福研究系统RS570进行测试，测得其输出电流的大小为200μA，即成功实现聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维在非电源和导线连接下的无线电流自驱动、自供电的功能响应。
实施例21
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为10克、平均分子量为100000的聚己内酯。
实施例22
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为6克、平均分子量为150000的聚己内酯和6克、平均分子量为80000的聚乳酸的混合高分子。
实施例23
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(1)中，加入的聚酯高分子为4克、平均分子量为100000的聚丁二酸丁二醇酯和5克、平均分子量为80000的聚羟基烷酸酯的混合高分子。
实施例24
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米管为3克的钛纳米管，其平均直径为80纳米、长径比为5:1。
实施例25
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米管为2克的氧化镁纳米管，其平均直径为100纳米、长径比为8:1。
实施例26
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入的纳米管为2克、平均直径为80纳米、长径比为5:1的二氧化钛纳米管和2克、平均直径为100纳米、长径比为5:1的镁纳米管。
实施例27
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入3克的银纳米棒，其平均直径为50纳米、长径比为4:1。
实施例28
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入2克的镁纳米棒，其平均直径为100纳米、长径比为3:1。
实施例29
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入0.5克、平均直径为50纳米、长径比为3:1的纳米棒和3克、平均直径为80纳米、长径比为4:1的二氧化钛纳米棒。
实施例30
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(2)中，加入4克平均厚度30纳米、宽度为200纳米、长度为5000纳米的石墨烯。
实施例31
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为2克、平均粒径为55纳米的Fe2N。
实施例32
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为2克、平均粒径为70纳米的Fe金属颗粒。
实施例33
本例与实施例20基本相同，所不同的仅仅是：在制备聚乳酸/碳纳米管/FeN复合纤维的步骤(3)中，加入的磁性纳米粒子为1.5克、平均粒径为60±5纳米的Co金属粒子和1.5克、平均粒径为70±5纳米的Ni金属粒子。
实施例34
本例与实施例22基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为20cm，目标位置的磁场强度为2T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为350μA。
实施例35
本例与实施例25基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为30cm，目标位置的磁场强度为3T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为750μA。
实施例36
本例与实施例33基本相同，所不同的仅仅是：在对复合纤维的无线电流自驱动应用的步骤(1)中，外加磁场离复合纤维的距离为30cm，目标位置的磁场强度为5T；在应用的步骤(2)中，测得其输出电流的大小为1mA。

Claims (10)

1.一种无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，纤维体平均直径为100±30nm，主要包含以下重量份数的组分：
(A)聚酯类纤维：70％-95％；
(B)具有电流传导功能的线性纳米材料：1％-15％；
(C)磁性纳米材料：1％-15％；
所述的聚酯类纤维是平均分子量为10000-200000的生物可降解聚酯聚合物；
所述的具有电流传导功能的线性纳米材料是直径在100纳米以下、纵横比在2:1及以上具有电流传导功能的以下物质的至少一种：纳米线、纳米管、纳米棒或纳米带的一维材料；
所述的磁性纳米材料是以下物质的至少一种：铁氧粒子、金属粒子或氮化铁粒子。
2.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述的生物可降解聚酯聚合物为：聚己内酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基烷酸酯的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有电流传导功能的纳米线为：银纳米线、金纳米线、铜纳米线、铂纳米线、镍纳米线、钼纳米线的一种或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有电流传导功能的纳米管为：碳纳米管、钛纳米管、二氧化钛纳米管、镁纳米管、氧化镁纳米管的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有电流传导功能的纳米棒为：银纳米棒、金纳米棒、铜纳米棒、钛纳米棒、二氧化钛纳米棒、镁纳米棒、氧化镁纳米棒的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有电流传导功能的纳米带是：厚度小于100纳米、宽度为50-1000纳米、长度为500-5000纳米的石墨烯。
7.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有磁性能的铁氧纳米粒子为：γ-Fe3O4、Fe3O4、ZnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4、MnFe2O4的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有磁性能的金属纳米粒子为：Fe、Co、Ni的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述之无线电流自驱动复合纤维，其特征在于，所述具有磁性能的氮化铁纳米粒子为：FeN、Fe2N、Fe3N的一种或一种以上的混合物。
10.无线电流自驱动复合纤维及其在植入式神经电刺激系统中的应用，其特征在于，将权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的无线电流自驱动复合纤维植入生物体内目标位置，在外加磁场下且无外接导线和电源，外加磁场离目标物的距离不小于2cm，目标位置的磁场强度为100mT-5T；然后外加磁场在复合纤维目标位置的周围旋转，旋转磁场的转速为50-1000r/min；复合纤维在法拉第电磁感应定律下产生感应电流，其输出电流的大小为1μA-30mA；实现非电源和导线连接的无线电流自驱动、自供电的功能响应。
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