Inżynierowie stworzyli samozasilające się urządzenie bioelektroniczne

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego opracowali samozasilające się urządzenie bioelektroniczne. Wytwarza ono energię poprzez ruch i może w przyszłości posłużyć do zasilania różnego rodzaju medycznych sensorów.

Inżynierowie z całego świata projektują różnego rodzaj sensory, umożliwiające zdalne i stałe monitorowanie funkcji życiowych. Przeszkodą stojącą na drodze ich wprowadzenia do powszechnego użytku, może być jednak kwestia zasilania. Bateria musi bowiem być odpowiednio lekka i elastyczna, aby nie przeszkadzała w ruchu.

Bioelektroniczne może pracować w nieskończoność

Rozwiązaniem tego problemu jest najnowszy wynalazek bioinżynierów z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Udało im się stworzyć samozasilające się urządzenie bioelektroniczne. Elastyczne urządzenie może wytwarzać energię potrzebną do działania z ruchu ciała, np., zgięcia łokcia. Było to możliwe dzięki odkryciu efektu magnetoelastycznego. Tworzy on ładunek pochodzący ze ściskania i rozrywania małych magnesów w miękkim i elastycznym systemie.

Zespół stworzył prototyp wykorzystujący mikroskopijne magnesy rozproszone w silikonowej matrycy cienkiej jak kartka papieru. Siła pola magnetycznego zmienia się wraz z ruchem tejże matrycy, generując w ten sposób energię elektryczną.

Jednym z kluczowych aspektów tej technologii jest to, że opiera się ona na magnetyzmie, nie zaś na elektryczności, dlatego wilgoć i pot nie szkodzą jej skuteczności. Zespół stworzył elastyczny generator magnetoelastyczny o wielkości monety, zbudowany z silikonowej matrycy polimerowej katalizowanej platyną i osadzonych w nanomagnesach neodymowo-żelazowo-borowych. Elastyczne urządzenie przymocowano do łokcia uczestnika badania za pomocą silikonowej opaski.

System testowy wygenerował 4,27 miliampera na centymetr kwadratowy powierzchni. Co prawda to niewiele energii, jednak i tak jest skuteczność jest 10 000 razy większa od porównywalnej technologii dostępnej na rynku.

Samozasilające się sensory

Naukowcy uważają, że ich wynalazek nadaje się do zasilania noszonych i wszczepialnych czujników elektronicznych, służących do monitorowania różnych stanów zdrowia. Co ciekawe jest on na tyle czuły, że może generować energię pochodzącą z pulsu. Otwiera do drogę do samozasiliającego się i wodoodpornego czujnika tętna, który może pracować w nieskończoność.

Naukowcy na razie zgłosili wynalazek do opatentowania, ale na gotowy produkt trzeba będzie zapewne poczekać co najmniej kilka lat.

Źródło