Новая ультразвуковая технология взимает батареи имплантатов без операции

Ученые из южнокорейцев разработали систему, которая может заряжать батареи медицинских имплантатов, таких как кардиостимуляторы, всего через полтора часа без необходимости операции. Новая технология использует ультразвук, что делает процесс не -инвазивным и спасает пациентов в отношении операции. Благодаря двум сложному пьезоэлектрическому модулю устройство использует всю ультразвуковую энергию, в том числе ту, которая была потеряна в предыдущих разработках.

Проблема замены батарей в имплантируемых устройствах остается основной проблемой в медицине. Каждый раз, когда источник энергии исчерпана, пациент должен перенести операцию. Это связано с рисками, затратами и дополнительным стрессом.

Исследователи из Института науки и технологий Daigu Gyeongbuk (DGIST) нашли решение. В их системе используется двухслойный пьезоэлектрический модуль, который допускает даже часть ультразвуковой энергии, которая до сих пор была потеряна для захвата и превращения в электричество. Первый слой берет ультразвук и сразу же превращает его в энергию, в то время как второй слой дополнительно собирает остаточные волны, которые прошли через первое, обеспечивая дополнительное поколение.

Этот подход повышает общую эффективность зарядки более чем на 20 % по сравнению с традиционными решениями.

Прежде чем приступить к производству, ученые провели симуляции для оптимизации проектирования устройства. После сборки два слоя приклеены друг к другу, чтобы максимизировать выходную мощность.

Производительность устройства является исключительной: в водной среде он достигает плотности мощности 497 МВт на квадратный сантиметр и поставляет в общей сложности более 730 МВт — достаточно, чтобы зарядить батарею 140 мАч всего за 1 час и 40 минут. Но еще более впечатляющие результаты были достигнуты в условиях, которые имитируют человеческое тело.

Ученые проверили систему через 30-миллиметровую свиную ткань-аналог средней толщины тканей человека. Даже в этих условиях модуль производит более 312 МВт и заряжает батарею 60 мАч за 1 час и 20 минут. Эти результаты более чем в два раза выше эффективности предыдущих технологий ультразвуковой нагрузки.