当心脏起搏器的电池电量不足时整个植入物通常必须通过手术进行更换,因此,科学家们正在开发一种非侵入性的电池充电系统,进而可以利用外部施加的超声波。 首先,应该承认的是,目前还有其他的无线能量传输方法。

像电磁感应已经被用于为智能手机等设备的电池充电。然而它只在约1.5厘米的距离内起作用,再加上充电过程中产生的热量限制了它在体内为设备安全充电的用途。

磁共振是另一种方法,不过它利用的磁场可能会受到蓝牙和Wi-Fi等其他无线通信频率的干扰。

考虑到这些和其他限制,韩国科学技术研究院(KIST)的一个团队已经开发出一种可植入的超声供电发电机,它可以被集成到心脏起搏器或其他植入物中。据了解,它利用了所谓的三电效应,即某些材料在相互摩擦时产生电荷–这就是你我们在梳理头发时产生的静电的原因。

在这个装置中,外部施加的超声波导致三电和铁电材料的薄层在两个电极层之间来回振动。这个过程就产生了电流,从而可用来给电池充电。

当该装置在实验室进行测试时,即使发生器和发射器都在水下且相距6厘米也能产生8毫瓦的充电功率–这足以同时照亮200个LED或在水下传输蓝牙信号。事实上,可以想象,该系统也可用于海底技术。

这项研究的首席科学家Hyun-Cheol Song博士表示:“这项研究表明,电子设备可以通过超声波的无线充电来驱动。如果该设备的稳定性和效率在未来得到进一步提高,那么这项技术可以应用于为植入式传感器或深海传感器无线供电,而在这种情况下更换电池是一件非常麻烦的事情。”

相关研究报告已在最近发表在《Energy & Environmental Science》上。

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