En implanterbar enhed, der producerer energi ved hjælp af ultralyd

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Republikken Korea har udviklet en type implanterbar enhed, der producerer energi ved hjælp af en ekstern ultralydskilde. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres enhed, hvordan den blev bygget, og hvor godt den fungerede, når den blev testet på dyrevæv.

Udviklingen af ​​pacemakeren har uden tvivl reddet mange liv, men det har også risici for patienter, der får dem implanteret i deres bryster. Enhederne skal udskiftes med jævne mellemrum, at sætte patienter i risiko for infektion - der er også en vis grad af smerte og irritation involveret. Af den grund, videnskabsmænd har søgt efter måder at generere strøm inde i kroppen, gør batterier unødvendige. I denne nye indsats, forskerne har designet en generator, der producerer strøm, når den udsættes for en ultralydskilde.

Generatoren designet af forskerne er en type triboelektrisk generator. Sådanne generatorer høster energi fra den triboelektriske effekt - hvor kontaktelektrificering opstår, når to forskellige genstande rører ved og derefter trækkes fra hinanden - statisk elektricitet er et eksempel på den triboelektriske effekt. Generatoren, som holdet brugte, havde to firkanter af materiale inde i sig, som blev tvunget sammen, når de blev udsat for ultralyd. Da ultralydssignalet blev fjernet, materialerne blev adskilt og en lille mængde elektricitet blev produceret og opfanget i generatoren. Ved at gentage processen igen og igen i hurtig rækkefølge, en konstant strøm af elektricitet blev genereret. Holdet tilføjede også andre komponenter til deres enhed for at give mulighed for grænseflader med andre enheder - og de skulle sørge for, at den kunne modstå at blive implanteret i et levende væsen.

Forskerne testede deres generator ved at implantere den i noget svinevæv i forskellige dybder og derefter affyre ultralyd mod den gennem huden. De rapporterer, at i dybder på fem millimeter, generatoren producerede elektricitet med en strøm på op til 156 mikroampere og op til 2,4 volt. På en centimeters dybde, generatoren var i stand til at producere 98 mikroampere og 1,9 volt. Forskerne bemærker, at hvis en sådan generator kunne bruges til at køre pacemakere og andre implanterbare enheder, patienter kunne blive skånet for nødvendigheden af ​​at skulle opereres for at få dem udskiftet med jævne mellemrum.

© 2019 Science X Network