Исследование ученых: новая технология за два часа заряжает аккумуляторы в теле

Учёные из Южной Кореи совершили значительный шаг к решению одной из ключевых проблем медицины: необходимости периодических хирургических операций для замены батарей в имплантируемых устройствах. Исследовательская группа под руководством профессора Джинхо Чанга из института DGIST разработала революционную технологию беспроводной подзарядки имплантов с помощью ультразвука.

Актуальность этой разработки невозможно переоценить. В условиях роста числа пациентов с кардиостимуляторами, нейростимуляторами и другими вживляемыми устройствами каждая повторная операция по замене источника питания несёт в себе риски, психологическую травму и существенные финансовые затраты.

Сердцем новой системы стал инновационный пьезоэлектрический энергоуловитель слоистой, «сэндвичной» конструкции. Первый слой устройства преобразует ультразвуковые волны в электрическую энергию, а второй эффективно улавливает остаточные колебания для генерации дополнительного тока. Эта инженерная находка позволила повысить общую эффективность преобразования энергии на 20% по сравнению с существующими технологиями.

В ходе лабораторных испытаний система продемонстрировала выдающиеся результаты. Через слой свиной мышечной ткани толщиной 30 миллиметров учёным удалось полностью зарядить литий-ионный аккумулятор ёмкостью 60 мАч всего за 1 час и 20 минут. Такая производительность, по заявлению разработчиков, как минимум вдвое превышает показатели любых известных на сегодняшний день аналогов.

Это открывает перспективу для радикального повышения качества жизни тысяч пациентов. Вместо хирургического вмешательства для подзарядки импланта будет достаточно неинвазивной процедуры, которую можно будет проводить во время планового визита к врачу или даже в домашних условиях. Кроме того, технология прокладывает путь к созданию более сложных и энергоёмких медицинских устройств будущего.

Профессор Чанг сообщил, что команда уже работает над коммерциализацией разработки, стремясь сократить время полной зарядки до менее чем одного часа. Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Biosensors and Bioelectronics.

Вместе с тем, учёные подчёркивают, что перед началом клинического применения технологии предстоит решить ряд важнейших вопросов, связанных с её долгосрочной надёжностью и абсолютной биосовместимостью. Для подтверждения безопасности всех материалов и компонентов в условиях постоянной работы внутри организма на протяжении десятилетий потребуются масштабные и продолжительные клинические испытания.