Новини
Кардіостимулятор зарядили за допомогою ультразвуку. Як працює ця диво-технологія?
Технології
Коли батарея кардіостимулятора розряджається, весь імплантат зазвичай замінюють хірургічним шляхом. Тому вчені розробляють неінвазивну систему підзарядки батарей цього життєво необхідного пристрою ззовні.
Заряджати кардіостимулятори дистанційно сьогодні поки неможливо, і практично всі методи, що дозволяють це зробити, мають свої мінуси. Але ультразвук може подолати всі ці обмеження
Сьогодні існують й інші методи бездротової передачі енергії. Наприклад, електромагнітна індукція вже використовується для зарядки акумуляторів смартфонів. Однак цей метод працює тільки на відстані близько 1,5 см, плюс тепло, що виділяється в процесі зарядки, обмежує безпеку цього методу. Магнітний резонанс - це ще один метод, хоча магнітні поля, які він використовує, можуть бути схильні до перешкод від інших частот бездротового зв'язку, таких як Bluetooth і Wi-Fi.
Враховуючи ці та інші обмеження, команда вчених з Корейського інституту науки і техніки (KIST) розробила імплантований ультразвуковий генератор, який може бути інтегрований в кардіостимулятор або інший імплантат. Він використовує так званий трибоелектричний ефект, при якому певні матеріали стають електрично зарядженими після тертя один про одного - це явище лежить в основі статичної електрики, що виникає, наприклад, при терті рук об одяг.
Як працює зарядний пристрій для кардіостимулятора
У разі цього пристрою зовнішні ультразвукові хвилі змушують тонкі шари трибоелектричних і сегнетоелектричних матеріалів вібрувати між двома електродними шарами. Це генерує електричний струм, який може бути використаний для зарядки акумулятора.
Коли установка була протестована в лабораторії, вона змогла генерувати 8 міліват зарядної потужності, навіть коли генератор і випромінювач перебували під водою і перебували на відстані 6 см один від одного - цього було достатньо, щоб одночасно запалити 200 світлодіодів або передати сигнал Bluetooth під водою. Насправді ця система, можливо, також може бути використана в підводних технологіях.