科學(xué)家新技術(shù)心臟起搏器 用心跳發(fā)電驅動(dòng)

　　心臟起搏器的工作原理是通過(guò)電脈沖來(lái)讓使用者的心臟保持擁有穩定的節拍，但是由于受到目前技術(shù)的限制，心臟起搏器的電池電量會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移變得越來(lái)越弱，而病人最終又不得不再次面對一次手術(shù)來(lái)更換電池才能繼續維持生命。不過(guò)現在心臟起搏器作為一種非常精密又微小的設備，已經(jīng)可以通過(guò)一種全新能量捕獲技術(shù)來(lái)在某些情況下解決這一電力供應問(wèn)題。

　　來(lái)自美國伊利諾伊州Champaign大學(xué)的研究人員已經(jīng)實(shí)現了可以通過(guò)人體內器官的運動(dòng)來(lái)汲取能量的方法，并可取代當前起搏器等醫療設備中所依賴(lài)的難以更換的電池。

　　研究人員表示這種新技術(shù)將采用壓電材料支撐，包括了可以直接連接到動(dòng)物心臟(牛、羊、豬等)的彈性帶，可以為原先需要電池的醫療器械供電，以避免電池技術(shù)缺陷所造成的意外。將搭載新技術(shù)的心臟起搏器通過(guò)手術(shù)嵌入到用戶(hù)的心臟上，繼續通過(guò)電脈沖讓心臟保持有節奏的滴答聲，并且還將心率監視器和其它相關(guān)的醫療設備嵌入到人體中。

　　當然，該團隊并不是第一個(gè)嘗試這種方法的研究組織，但是他們卻采用了一種不同的方法。在本周二出版的《美國國家科學(xué)院院刊》里的論文中研究人員提到他們采用了柔性帶、以及鋯鈦酸鉛(leadzirconatetitanate)所制成的壓電體，能夠產(chǎn)生多出3到5倍的電流。此外，封裝技術(shù)可以保護其不被人體免疫系統所破壞，并且通過(guò)了2000萬(wàn)次的保持彎曲彈性的測試。柔性條也比一般偏硬的電子設備更適合實(shí)際應用。

　　“心率監測儀、心臟起搏器、除顫器、神經(jīng)機器等等，它們都需要電池進(jìn)行供電。而通過(guò)自體收集電力的方式，有著(zhù)相當大的吸引力，并且將會(huì )成為未來(lái)生物醫學(xué)的必備設備類(lèi)型。”研究人員表示。“在這里，我們還展示了一套完整靈活的集成系統，能夠收集來(lái)自心臟隔膜和肺部收縮和放松等自然運動(dòng)的能量。”

　　壓電材料目前已經(jīng)被廣泛的應用到了各個(gè)領(lǐng)域，從傳感器到小喇叭，都能夠看到它的身影。壓電材料具有在壓縮時(shí)可以產(chǎn)生電壓，或者可以加載電壓的特性使用起來(lái)非常方便。這意味著(zhù)壓電設備可以被當作物理傳感器使用，因為它們可以把壓力轉換成可以測量的電信號。

　　這種技術(shù)在人體之外同樣可以正常工作。而這將非常有可能被用于可穿戴設備領(lǐng)域。盡管通過(guò)人類(lèi)運動(dòng)產(chǎn)生的機械能更有可能轉化為其它能量而非設備所使用的電能。

　　而如何捕獲這些能量也是相關(guān)研究人員需要深入研究的問(wèn)題，而這些能量最終都可能被應用到傳感器或其它小型電子設備上。而通過(guò)諸如熱能、沖擊波、震動(dòng)和化學(xué)反應等方式同樣可以成為能量來(lái)源。

　　而最近來(lái)自荷蘭的Holst研究中心實(shí)驗室的研究項目則是另外一個(gè)很好的例子。該實(shí)驗室正在研究通過(guò)采集汽車(chē)在發(fā)動(dòng)后從輪胎壓力傳感器中獲得的能量通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到汽車(chē)的控制臺，來(lái)實(shí)現對中控裝置的供電。