Зарядка имплантов с помощью ультразвука

23.04.2022

Разного рода электроника уже давно вживляется в организм людей. Типичный пример - кардиостимулятор. Но когда его аккумулятор разряжается, необходима хирургическая замена импланта. Корейские ученые нашли способ решить эту проблему с помощью дистанционной ультразвуковой зарядки.

Хотя в мире электроники существует немало технологий беспроводной зарядки, самые актуальные из них не подходят для медицинского применения. Так, электромагнитная индукция позволяет заряжать АКБ смартфонов, расположенных на расстоянии до 1,5 см от специальной панели, причем в процессе выделяется довольно много тепла, что недопустимо в случае, когда аккумулятор скрыт в тканях живого организма. Еще одним методом является зарядка с использованием магнитного резонанса, но на оборудование в этом случае могут повлиять источники беспроводных сигналов вроде Bluetooth или Wi-Fi.

С учетом этих и прочих ограничений команда ученых из Корейского института науки и технологий (KIST) разработала вживляемый генератор, который можно интегрировать как в кардиостимулятор, так и в другой имплант. Он использует "трибоэлектрический эффект", в результате которого материалы создают электрический заряд при трении друг о друга. В разработанной конструкции источником колебаний для трения станет ультразвук.

В лабораторных условиях генератор смог обеспечивать энергию мощностью 8 мВт даже в случае, когда сам генератор и источник ультразвука находились под водой на расстоянии до 6 см. Считается, что такой энергии достаточно для питания 200 LED-элементов или передачи Bluetooth-сигнала под водой. Ученые отметили, что это в теории позволит использовать технологию и в разработках для подводной электроники.

Для более реалистичной имитации человеческого тела генератор размещали в свиной туше. По мнению ученых, в будущем технология будет усовершенствована и станет применяться во вживляемых или глубоководных сенсорах - в таких случаях перезарядка аккумуляторов весьма проблематична.

<< Назад: Печать 3D-структур из стекла 23.04.2022

>> Вперед: Построится крупнейший электрический небоскреб 22.04.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Эффективные органические солнечные панели 21.05.2012 Компания Heliatek установила новый рекорд эффективности органических солнечных панелей. Первые тесты показали, что коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую у новых органических солнечных ячеек Heliatek на 15-25 % выше, чем у кристаллических и тонкопленочных. В результате КПД новой ячейки составляет 10,7%. Органические фотогальванические солнечные ячейки имеют большие перспективы. Прежде всего, они изготавливаются из дешевых материалов - в основном углерода, азота, водорода и кислорода. Благодаря этому их цена в 4 раза ниже, чем у кремниевых солнечных панелей. К тому же органические ячейки могут работать при низкой освещенности и высокой температуре. До сих пор основным препятствием на пути к широкому распространению нового типа солнечных панелей была их невысокая эффективность на уровне 5-7%. Специалистам Heliatek удалось повысить КПД почти до 11 % благодаря использованию семейства малых органических молекул - олигомеров. Они представляют собой молекулы-цепочки, состоящие из одинаковых звеньев. Для создания солнечных ячеек олигомеры наносятся на рулон-подложку с помощью вакуумного процесса при низкой температуре. В результате получается однородный фотогальванический нанослой, способный эффективно преобразовывать солнечный свет в электроэнергию даже в условиях низкой освещенности и температуре до 80 °С. Последнее особенно важно и является уникальным достоинством нового типа органической солнечной панели. Дело в том, что при нагреве традиционных солнечных панелей их эффективность падает на 15-20 %. Поэтому кремниевые панели нужно охлаждать или смириться с потерей мощности в особенно солнечные и, казалось бы, идеальные для солнечной энергетики дни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025