kardiostimulator

kardiostimulator | foto: profimedia

Elektrárna v lidském srdci nebo v podrážce

  • 19
Profesor Zhong Lin Wang z Georgijského technologického institutu vymyslel miniaturní senzor, který dovede pohybovou energii převést na elektřinu. Díky mikroskopickým rozměrům ho lze zabudovat prakticky kamkoli – i do lidského srdce.

Senzor dovede využít například pohybu krve v cévách a vzniklou elektřinou napájet kardiostimulátory či jiné implantáty. Senzor zabudovaný v botě vojáka by mohl během chůze nabíjet například akumulátor vysílačky. Díky miniaturním rozměrům může získávat energii z chůze, pohybu svalů, krevního tlaku, nebo proudění tekutin.

Senzory získávají elektřinu z mikroskopických strun z oxidu zinku. Když se struna ohne, vzniká na jejích stranách elektrický náboj. Na vnější (roztažené) straně vzniká náboj negativní, na vnitřní (stlačené) straně ohybu se generuje náboj pozitivní. Říká se tomu piezoelektrický efekt.

Navzdory miniaturním rozměrům 200–500 nanometrů na délku a 20-40 nanometrů na šířku jsou struny z oxidu zinku pevnější než keramika. Tento materiál je vhodný především proto, že je to polovodič a lze na něm vytvořit piezoelektrický efekt. Podobné vlastnosti mají i jiné materiály, které jsou však na rozdíl od ZnO toxické.

Účinnost senzorů je přibližně 30 procent. Jinými slovy, třicet procent mechanické energie je proměněno na elektrickou. Energetický zisk je sice poměrně malý, ale pro napájení některých čipů dostatečný.

Největším přínosem je však fakt, že se takto mnohé stroje o krok přiblíží vysněnému, avšak nemožnému perpetu mobile. Mnoho zařízení totiž může být částečně napájeno ze své vlastní vyzářené ztrátové energie.

Dle profesora Wanga by se vojenské vybavení disponující touto technologií mohlo na trhu objevit během tří až pěti let.

Možné civilní uplatnění je například v napájení identifikačních čipů a zabezpečovacích, senzorických a měřicích systémů. Možnosti nasazení v lékařství jsou velmi široké.