Корейские ученые предложили новый способ беспроводной зарядки имплантированных в тело электронных устройств с помощью ультразвуковых волн. Повысить эффективность технологии им удалось с помощью трибоэлектрического генератора. Метод удобен и безопасен, кроме того, его можно использовать и для других труднозаменимых аккумуляторов. Статья опубликована в журнале Energy & Environmental Science.
С каждым годом во всем мире растет число пациентов, использующих имплантированные электронные устройства, такие как кардиостимуляторы. Замена их аккумуляторов требует хирургического вмешательства. Поэтому ученые стремятся найти новые методы беспроводной зарядки. Обычно для этого врачи используют принципы электромагнитной индукции и магнитного резонанса. Однако в первом случае расстояние зарядки невелико, а также выделяется тепло, что небезопасно при перезарядке имплантированных медицинских устройств. Использование же магнитного резонанса требует того, чтобы резонансные частоты генератора магнитного поля и передающего устройства были одинаковыми, кроме того, существует риск помех.
Поэтому исследователи из Корейского института науки и технологий решили использовать ультразвуковые волны в качестве среды передачи энергии вместо электромагнитных волн или магнитных полей. Безопасность использования ультразвуковых волн в человеческом теле подтверждалась многочисленными медицинскими приложениями. Однако существующие методы передачи энергии сложно было вывести на рынок из-за низкой эффективности.
Ученые разработали модель, которая принимает и преобразует ультразвуковые волны в электрическую энергию с использованием трибоэлектрического генератора. После добавления к нему ферроэлектрического материала эффективность передачи энергии увеличилась с 1 до 4%. Авторы показали возможность зарядки мощностью более 8 мВт на расстоянии 6 см. Этого достаточно для одновременной работы 200 светодиодов или для передачи данных через Bluetooth под водой.
«Исследование показало, что электронные устройства могут приводиться в действие беспроводной зарядкой с помощью ультразвуковых волн. Если в будущем стабильность и эффективность устройства будут улучшены, эта технология может быть применена для беспроводного питания имплантируемых датчиков или глубоководных датчиков», — говорит соавтор исследования Хен-Чхоль Сонг.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
