В современном мире наблюдается устойчивый рост потребности в имплантируемых медицинских устройствах. Это связано с увеличением продолжительности жизни населения, распространённостью хронических заболеваний и травматизма. Среди наиболее востребованных устройств — кардиостимуляторы, нейростимуляторы и системы медикаментозной доставки.
Существующие ограничения
Несмотря на жизнеспасающий потенциал этих устройств, существует критическая проблема — ограниченный срок службы встроенных аккумуляторов. Необходимость периодической замены батарей требует проведения повторных хирургических вмешательств, что сопряжено с серьёзными рисками для здоровья пациентов.
Революционное решение
Исследователи из Южной Кореи предложили инновационный подход к решению этой проблемы. Команда под руководством профессора Джинхо Чанга из Института науки и технологий Кёнбук разработала уникальную систему ультразвуковой беспроводной зарядки.
Принцип работы технологии
Разработанная система состоит из двух функциональных слоёв:
- Первый слой отвечает за приём и преобразование ультразвуковых волн в электрическую энергию
- Второй слой улавливает остаточную ультразвуковую энергию, генерируя дополнительную мощность
Благодаря такой конструкции эффективность системы превышает показатели существующих аналогов более чем на 20%.
Практические результаты
В ходе испытаний устройство продемонстрировало впечатляющие показатели:
- Плотность мощности составила 497,47 мВт/см² в водной среде
- Общая генерируемая мощность достигла 732,27 мВт
- Время полной зарядки аккумулятора ёмкостью 140 мАч — 1 час 40 минут
Тестирование на биоматериале
При тестировании на свиной ткани толщиной 30 мм (имитирующей человеческую анатомию) система генерировала 312,34 мВт мощности. Это более чем вдвое превышает показатели существующих систем ультразвуковой зарядки.
Перспективы развития
Профессор Чанг подчеркнул значимость разработки: «Наша технология открывает новые возможности для эффективного использования ультразвуковой энергии в медицинской сфере». Команда планирует усовершенствовать систему с целью сокращения времени зарядки до одного часа и интеграции с современными полупроводниковыми компонентами.
Успешная реализация проекта может революционизировать отрасль имплантируемой электроники, исключив необходимость повторных операций и открыв путь к созданию более компактных и интеллектуальных медицинских устройств.