Наногенератор для питания имплантатов

Имплантируемые электронные устройства становятся одной из важнейших медицинских технологий, которые используются для мониторинга, измерения и инициирования физиологических реакций в человеческом организме. За последние десять лет эти приборы стали миниатюрнее, стабильнее в работе и менее требовательными к питанию и это стало причиной, что они стали использоваться как датчики для мониторинга показателей здоровья, умные кардио- и желудочные стимуляторы, кохлеарные имплантаты, стимуляторы мозговой деятельности и т.п. Сегодня уже миллионы людей полагаются на подобные устройства, которые повышают качество их жизни.

Однако основной проблемой до сих пор является ограниченность возможностей батарей питания (малая плотность, короткое время жизни, химические побочные эффекты, большие размеры), которые используются в таких системах. И для их замены требуется хирургическая операция, которая всегда связана с рисками и расходами.

Исследователи из США и Китая недавно продемонстрировали очень надежный и производительный имплантируемый триболектрический наногенератор (implantable triboelectric nanogenerator, iTENG), который использует биомеханическую энергию и может использоваться для питания имплантируемых систем. При испытаниях на свинье и используя в качестве источника энергии биение ее сердца, генератор выдавал напряжение до 14 В, а соответствующий ток короткого замыкания достигал 5 мкА.

Создатели системы для испытания использовали вновь разработанное беспроводное устройство, которое с успехом передавало измеренный электрический сигнал, связанный с работой сердца, что показало возможность удаленного мониторинга сердечной деятельности в реальном времени.