Ultrasuoni trasmessi al dispositivo VI-TEG in acqua. Credito:Sang-Woo Kim
Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni nella Repubblica di Corea ha sviluppato un tipo di dispositivo impiantabile che produce energia utilizzando una fonte di ultrasuoni esterna. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il proprio dispositivo, come è stato costruito e come ha funzionato quando è stato testato su tessuto animale.
Lo sviluppo del pacemaker ha senza dubbio salvato molte vite, ma ha anche dei rischi per i pazienti che li hanno impiantati nel petto. I dispositivi devono essere sostituiti periodicamente, mettendo i pazienti a rischio di infezione, c'è anche un certo grado di dolore e irritazione coinvolti. Per tale motivo, gli scienziati hanno cercato modi per generare energia all'interno del corpo, rendendo le batterie inutili. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno progettato un generatore che produce energia quando esposto a una sorgente di ultrasuoni.
Il generatore progettato dai ricercatori è un tipo di generatore triboelettrico. Tali generatori raccolgono energia dall'effetto triboelettrico - dove l'elettrificazione del contatto si verifica quando due oggetti dissimili si toccano e vengono quindi separati - l'elettricità statica è un esempio dell'effetto triboelettrico. Il generatore utilizzato dal team aveva due quadrati di materiale al suo interno che venivano uniti insieme quando esposti agli ultrasuoni. Quando il segnale ultrasonico è stato rimosso, i materiali sono stati separati e una piccola quantità di elettricità è stata prodotta e catturata nel generatore. Ripetendo il processo più e più volte in rapida successione, è stato generato un flusso costante di elettricità. Il team ha anche aggiunto altri componenti al proprio dispositivo per consentire l'interfacciamento con altri dispositivi e ha dovuto assicurarsi che potesse resistere all'impianto in una creatura vivente.
I ricercatori hanno testato il loro generatore impiantandolo in un tessuto di maiale a varie profondità e poi sparandogli ultrasuoni attraverso la pelle. Riferiscono che a una profondità di cinque millimetri, il generatore produceva elettricità con una corrente fino a 156 microampere e fino a 2,4 volt. A una profondità di un centimetro, il generatore era in grado di produrre 98 microampere e 1,9 volt. I ricercatori osservano che se un tale generatore potesse essere utilizzato per far funzionare pacemaker e altri dispositivi impiantabili, ai pazienti potrebbe essere risparmiata la necessità di sottoporsi a un intervento chirurgico per sostituirli periodicamente.
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