Дослідницька група з KIST та Корейського університету розробила біосумісний ультразвуковий приймач. Зі зростанням попиту на підводну та імплантовану медичну електроніку, забезпечення стабільного та безперервного живлення стає дедалі важливішим. Традиційні методи бездротової зарядки, такі як електромагнітна індукція та радіочастотні системи, що зазвичай використовуються в смартфонах та навушниках, стикаються з кількома проблемами.
До них належать короткі відстані передачі, низька енергоефективність у біологічних тканинах та вразливість до електромагнітних перешкод. Щоб розв’язати ці проблеми, дослідники звертаються до ультразвуку як перспективної альтернативи бездротовій передачі енергії. Ультразвук більш дбайливий для тканин і менше поглинається організмом, що робить його надійним варіантом для живлення імплантованих та шкірних пристроїв. Як результат, ультразвукова енергія стає рішенням наступного покоління для бездротової зарядки.
Гнучке, біосумісне рішення
Дослідницька група під керівництвом доктора Сунхуна Хура з Науково-дослідного центру електронних та гібридних матеріалів Корейського інституту науки і технологій (KIST) разом із професором Хьон-Чолем Сонгом з Корейського університету розробила біосумісний ультразвуковий приймач, який забезпечує стабільну роботу навіть у згинанні.
Цей гнучкий пристрій усуває багато недоліків існуючих технологій бездротової передачі енергії, одночасно покращуючи сумісність з людським тілом. Команда також успішно продемонструвала бездротову зарядку акумуляторів за допомогою ультразвукових хвиль, що стало значним кроком до практичного та комерційного застосування цієї технології.
Підвищена ефективність завдяки п’єзоелектричній конструкції
Зокрема, дослідники значно покращили ефективність перетворення енергії порівняно зі звичайними ультразвуковими приймачами, використовуючи високоефективні п’єзоелектричні матеріали та унікальну структурну конструкцію. Розробивши розтяжний та біосумісний ультразвуковий приймач, який точно відповідає вигинам людського тіла, забезпечуючи стабільне перетворення потужності, вони змогли передавати потужність 20 мВт на відстані 3 см під водою та 7 мВт на глибині 3 см від шкіри. Цієї потужності достатньо для безперервного живлення малопотужних носимих пристроїв або імплантованих медичних пристроїв.
Забезпечуємо майбутнє медичних та морських технологій
Очікується, що ці результати допоможуть пришвидшити комерціалізацію технології бездротової зарядки на основі ультразвуку для підводної електроніки та імплантованої медичної електроніки. Зокрема, очікується, що це забезпечить нову парадигму для забезпечення безпечного та безперервного живлення медичних пристроїв з низьким енергоспоживанням, таких як імплантовані кардіостимулятори, нейростимулятори та носимі датчики. Очікується також, що його застосовуватимуть не лише до медичних пристроїв, але й до підводних безпілотників та морських датчиків, які потребують тривалого живлення.
«Завдяки цьому дослідженню ми продемонстрували, що технологія бездротової передачі енергії за допомогою ультразвуку може бути застосована на практиці», – сказав доктор Сунхун Хур з KIST. «Ми плануємо провести подальші дослідження з мініатюризації та комерціалізації, щоб пришвидшити практичне застосування цієї технології». Джерело