Ученые разработали беспроводную ультразвуковую зарядку для имплантатов
Технологию беспроводной ультразвуковой передачи энергии, которая может применяться в том числе для подзарядки имплантированных электронных устройств, например, кардиостимуляторов и дефибрилляторов, разработала группа ученых из Корейского института науки и технологий (KIST), 18 апреля сообщили на сайте новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу института.
Новая технология поможет решить существующую в настоящее время проблему беспроводной подзарядки электронных устройств под водой, в телесных имплантатах и в корпусах с электромагнитным экранированием, заявляют разработчики в статье, опубликованной журналом Energy & Environmental Science.
Так, широко используемая в настоящее время для беспроводной передачи энергии электромагнитная индукция и магнитный резонанс имеют ряд ограничений: электромагнитные волны не могут проходить через воду или металл, а использование их для подзарядки электронных имплантатов опасно из-за возникающего нагрева.
В свою очередь, применение для этих целей магнитного резонанса требует точного совпадения резонансных частот генератора магнитного поля и передающего устройства. Кроме того, существует реальная опасность наводки помех от Wi-Fi и Bluetooth.
Как способ обойти эти проблемы, корейские исследователи решили использовать передачу акустической энергии, тем более, что ультразвук уже давно успешно зарекомендовал себя в сонарах — для измерения расстояний до подводных объектов, а также в ультразвуковой диагностике — УЗИ.
Ученые разработали устройство, принимающее и преобразующее ультразвуковые волны в электрическую энергию за счет трибоэлектрического эффекта (контактной электризации), позволяющего эффективно преобразовывать небольшие механические колебания в электрическую энергию.
Исследователи повысили эффективность передачи ультразвуковой энергии с менее чем 1% до более чем 4%, добавив к трибоэлектрическому генератору ферроэлектрический материал. С помощью своего устройства они зарядили аккумулятор мощностью более 8 мВт на расстоянии шести сантиметров. При этом выделение тепла было минимальным.
Доктор Хён-Чхоль Сон, руководитель исследовательской группы пояснил: «Это исследование показало, что электронные устройства могут приводиться в действие беспроводной зарядкой с помощью ультразвуковых волн. Если в будущем стабильность и эффективность устройства будут улучшены, эту технологию можно будет применить для беспроводного питания имплантируемых датчиков или глубоководных датчиков, в которых замена батарей обременительна».
