Aktualnie najpopularniejsze metody ładowania bezprzewodowego – poprzez fale radiowe czy indukcję elektromagnetyczną – nie sprawdzają się za dobrze, gdy mają służyć do uzupełniania energii w urządzeniach wewnątrz ciała czy też pod wodą. Problemem jest rozpraszanie energii, zakłócanie pracy pobliskiej elektroniki i spore ograniczenia mocy. Pojawiło się jednak światełko w tunelu.
Sposób na skuteczne ładowanie urządzeń poprzez skórę
Potencjalne rozwiązanie problemu opracowali naukowcy z południowokoreańskich uczelni Korea Institute of Science and Technology (KIST) oraz Korea University. Postanowili oni zrobić użytek z ultradźwięków, które – w przeciwieństwie do fal radiowych – nie są zbyt mocno absorbowane przez tkanki w ludzkim organizmie, a to z kolei oznacza lepszą koncentrację ładunku i mniejszy stopień zakłóceń.
Taka charakterystyka czyni ultradźwięki dobrym nośnikiem energii do wykorzystania przy ładowaniu podskórnych i wewnątrztkankowych implantów i urządzeń. To może otwierać drogę do zwiększenia trwałości tych ostatnich i redukcji wymogu częstych operacji wymiany baterii. Chodzi przede wszystkim o rozruszniki serca, neurostymulatory i inne tego typu urządzenia.
Wyniki są bardzo obiecujące
Wyniki pierwszych testów są bardzo obiecujące. Opracowane przez naukowców elastyczne urządzenia ultradźwiękowe były w stanie bezprzewodowo przesyłać 7 miliwatów energii przez 3 centymetry skóry. To może wydawać się niewiele, ale w przypadku małych chipów i implantów byłoby wystarczające.
Urządzenie wykonano z materiałów piezoelektrycznych, czyli generujących pole elektryczne pod wpływem naprężeń mechanicznych. Jest wyjątkowo elastyczne, dzięki czemu może ściśle przylegać do zakrzywionych powierzchni, takich jak ludzka skóra. Na poprawność jego działania nie wpływa negatywnie także zginanie.
Choć głównym zastosowaniem dla tej technologii miałoby być właśnie ładowanie implantów medycznych, to zespół naukowców dowiódł, że świetnie radzi sobie ona także w wodzie. Ilość energii, jaką można w ten sposób wysłać poprzez 3-centymetrową warstwę wody, wynosi 20 miliwatów.
Co dalej? Planujemy dalsze badania nad miniaturyzacją i komercjalizacją, aby przyspieszyć praktyczne zastosowanie tej technologii – powiedział dr Sunghoon Hur. On i prof. Hyun-Cheol Song wspólnie stoją na czele zespołu pracującego nad tym rozwiązaniem.
