Le attuali tecnologie di ricarica wireless utilizzano onde elettromagnetiche o radio per caricare le batterie di dispositivi biomedici impiantati, come pacemaker e impianti cocleari. Ma questi approcci perdono una quantità significativa di energia viaggiando attraverso i tessuti, rendendoli meno efficienti per i dispositivi più profondi. Sono anche associati a potenziali problemi, come il riscaldamento dei tessuti e gli effetti sul sistema immunitario.

Gli ultrasuoni possono penetrare più in profondità nei tessuti senza perdere troppa energia o causare gravi effetti collaterali. Nel nuovo studio, il professor Jin Ho Chang dell'Istituto di scienza e tecnologia di Daegu Gyeongbuk nella Repubblica di Corea ha guidato un team di ricercatori che studiano come migliorare la raccolta dell'energia ultrasonica alterando le dimensioni, la forma e la posizione del ricevitore piezoelettrico impiantato. /P>

Hanno scoperto che il posizionamento del ricevitore all’interno dell’area focale di un fascio di ultrasuoni focalizzato aumentava significativamente l’efficienza del trasferimento di energia. Il lavoro è pubblicato sulla rivista Nano Energy .

Il ricevitore piezoelettrico generava diverse fasi di segnali elettrici a seconda della parte del fascio di ultrasuoni con cui interagiva. Il trasferimento di energia più efficiente ha avuto luogo nel lobo principale del raggio. In altre parole, più grande non è necessariamente migliore, anche se un ricevitore più grande interagirebbe con una quantità maggiore di fascio di ultrasuoni.

Sulla base di queste condizioni, è stato sviluppato un trasmettitore e ricevitore a ultrasuoni di forma oblunga. Questo trasmettitore forma un ampio lobo principale nel punto focale e il ricevitore abbina il raggio trasmesso emette energia con alta efficienza.

"La combinazione di un raggio focalizzato e di un ricevitore ben accoppiato consente al trasmettitore e al ricevitore di ultrasuoni di forma oblunga di ottenere un'erogazione di energia significativamente più elevata rispetto ai tradizionali sistemi di trasferimento di potenza wireless basati su ultrasuoni", afferma il professor Chang.

L'efficienza del sistema è stata testata sia sott'acqua che attraverso 50 mm di tessuto suino. Il ricevitore oblungo è stato in grado di caricare completamente una batteria attraverso il tessuto in 1,8 ore, un valore che rientra ampiamente nell'intervallo richiesto per le batterie commerciali.

"Crediamo che questi risultati costituiranno un trampolino di lancio per un progresso significativo nella tecnologia di trasferimento di potenza wireless basata sugli ultrasuoni", afferma Chang. "Il suo design innovativo e la sua efficacia dimostrata racchiudono un enorme potenziale per potenziare la prossima generazione di dispositivi biomedici impiantabili in profondità."