Разработана зарядка имплантированных в тело электронных устройств с помощью ультразвуковых волн.
По мере старения населения и развития медицинских технологий во всем мире растет число пациентов, использующих имплантированные электронные устройства, такие как искусственные кардиостимуляторы и дефибрилляторы. В настоящее время батареи вживляемых в тело устройств заменены хирургическим разрезом, что может привести к осложнениям со здоровьем. Соответственно, появляется новый метод зарядки с помощью беспроводной передачи энергии, который также можно использовать для зарядки аккумуляторов подводных устройств, таких как датчики, которые используются для мониторинга состояния подводных кабелей.
Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что исследовательская группа во главе с доктором Хён-Чеолом Сонгом из Исследовательского центра электронных материалов разработала ультразвуковую технологию беспроводной передачи энергии, которая может применяться в вышеупомянутых областях исследований.
Электромагнитная (ЭМ) индукция и магнитный резонанс могут использоваться для беспроводной передачи энергии. ЭМ индукция в настоящее время используется в смартфонах и беспроводных наушниках; однако его использование ограничено, поскольку электромагнитные волны не могут проходить через воду или металл, что приводит к короткому расстоянию зарядки. Кроме того, этот метод не может быть легко использован для перезарядки имплантированных медицинских устройств , так как тепло, выделяющееся во время зарядки, вредно. Метод магнитного резонанса требует, чтобы резонансные частоты генератора магнитного поля и передающего устройства были точно одинаковыми; кроме того, существует риск помех другим частотам беспроводной связи, таким как Wi-Fi и Bluetooth.
Поэтому команда KIST приняла ультразвуковые волны в качестве среды передачи энергии вместо электромагнитных волн или магнитных полей. Сонар, который использует ультразвуковые волны, обычно используется в подводных условиях, а безопасность использования ультразвуковых волн в человеческом теле гарантируется в различных медицинских приложениях, таких как диагностика состояния органов или плода. Однако существующие методы передачи акустической энергии нелегко коммерциализировать из-за низкой эффективности передачи акустической энергии.
По мере старения населения и развития медицинских технологий во всем мире растет число пациентов, использующих имплантированные электронные устройства, такие как искусственные кардиостимуляторы и дефибрилляторы. В настоящее время батареи вживляемых в тело устройств заменены хирургическим разрезом, что может привести к осложнениям со здоровьем. Соответственно, появляется новый метод зарядки с помощью беспроводной передачи энергии, который также можно использовать для зарядки аккумуляторов подводных устройств, таких как датчики, которые используются для мониторинга состояния подводных кабелей.
Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что исследовательская группа во главе с доктором Хён-Чеолом Сонгом из Исследовательского центра электронных материалов разработала ультразвуковую технологию беспроводной передачи энергии, которая может применяться в вышеупомянутых областях исследований.
Электромагнитная (ЭМ) индукция и магнитный резонанс могут использоваться для беспроводной передачи энергии. ЭМ индукция в настоящее время используется в смартфонах и беспроводных наушниках; однако его использование ограничено, поскольку электромагнитные волны не могут проходить через воду или металл, что приводит к короткому расстоянию зарядки. Кроме того, этот метод не может быть легко использован для перезарядки имплантированных медицинских устройств , так как тепло, выделяющееся во время зарядки, вредно. Метод магнитного резонанса требует, чтобы резонансные частоты генератора магнитного поля и передающего устройства были точно одинаковыми; кроме того, существует риск помех другим частотам беспроводной связи, таким как Wi-Fi и Bluetooth.
Поэтому команда KIST приняла ультразвуковые волны в качестве среды передачи энергии вместо электромагнитных волн или магнитных полей. Сонар, который использует ультразвуковые волны, обычно используется в подводных условиях, а безопасность использования ультразвуковых волн в человеческом теле гарантируется в различных медицинских приложениях, таких как диагностика состояния органов или плода. Однако существующие методы передачи акустической энергии нелегко коммерциализировать из-за низкой эффективности передачи акустической энергии.
Исследовательская группа разработала модель, которая принимает и преобразует ультразвуковые волны в электрическую энергию с использованием трибоэлектрического принципа, позволяющего эффективно преобразовывать небольшие механические колебания в электрическую энергию . Путем добавления ферроэлектрического материала к трибоэлектрическому генератору эффективность передачи ультразвуковой энергии была значительно улучшена с менее чем 1% до более чем 4%. Более того, была возможна зарядка мощностью более 8 мВт на расстоянии 6 см, что было достаточно для одновременной работы 200 светодиодов или для передачи данных датчика Bluetooth под водой. Кроме того, недавно разработанное устройство имело высокую эффективность преобразования энергии и выделяло минимальное количество тепла.
Доктор Сонг объяснил значение результатов следующим образом: «Это исследование продемонстрировало, что электронные устройства могут управляться 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, в которых замена батарей обременительна».
Теги: имплант, киборг
