Исследователи из Корейского института науки и технологий (KIST) и Корейского университета разработали гибкий ультразвуковой приёмник, способный беспроводным способом передавать энергию даже под водой и под кожей человека. Это открытие может привести к революции в области медицины и подводных технологий.
С ростом интереса к имплантируемой электронике и устройствам для подводного использования, всё острее встаёт проблема надёжного и непрерывного питания. Новая технология позволяет отказаться от проводов, портов и регулярной замены батареек, делая такие устройства гораздо более удобными и долговечными.
Как это работает
Традиционные методы беспроводной зарядки — электромагнитная индукция и радиочастотные технологии — плохо подходят для работы внутри тела или в водной среде. Они имеют короткий радиус действия, низкий КПД и подвержены электромагнитным помехам.
Учёные обратились к ультразвуку — волнам, которые гораздо лучше проходят сквозь биологические ткани и воду. Новый приёмник, созданный под руководством доктора Сонгхуна Хура (KIST) и профессора Хён-Чоля Сона (Корейский университет), основан на пьезоэлектрических материалах высокой эффективности и имеет эластичную конструкцию, которая повторяет форму человеческого тела. Он стабильно работает даже при изгибах и демонстрирует высокий уровень преобразования энергии.
В ходе испытаний устройство смогло передать 20 милливатт мощности на расстоянии 3 см под водой и 7 милливатт сквозь 3 см тканей человека. Этого достаточно для питания маломощных носимых устройств или медицинских имплантов, таких как кардиостимуляторы и нейростимуляторы. Ученые даже продемонстрировали работу технологии, зажегши светодиод с логотипом KIST с помощью беспроводной ультразвуковой передачи.
Зачем это нужно
Такое устройство может изменить подход к созданию медицинской электроники, избавляя пациентов от необходимости замены батареек или подключения к зарядным устройствам. Особенно важно это для имплантатов, которые сложно или невозможно регулярно обслуживать.
Но потенциал технологии выходит далеко за пределы медицины. Приёмник может использоваться в морских условиях — например, в автономных дронах или сенсорах для мониторинга подводной среды, где проводная зарядка невозможна, а замена батарей затруднена.
Гибкость, биосовместимость и высокая эффективность устройства открывают двери к эпохе безопасной и бесконтактной передачи энергии в условиях, где традиционные методы бессильны.
Разработка финансировалась Министерством науки и ИКТ Южной Кореи и Национальным фондом научных исследований.
Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials.
