Un nuovo generatore triboelettrico che produce energia mediante gli ultrasuoni

Strati del generatore triboelettrico da impiantare sottocute.

Un team di ricercatori sudcoreani ha messo a punto un generatore triboelettrico impiantato sottopelle capace di generare energia grazie agli ultrasuoni: l’innovativo dispositivo potrebbe presto soppiantare le batterie utilizzate da impianti medico chirurgici come i pacemaker. Lo studio ha testato l’impiego di un generatore triboelettrico impiantato a diversi livelli di profondità in tessuti organici.

Come funziona?

L’effetto triboelettrico consiste nel trasferimento di cariche elettriche, e quindi nella generazione di una tensione, tra materiali diversi (di cui almeno uno isolante) quando vengono strofinati tra di loro, come ad esempio nel caso dell’elettricità statica. Il generatore sviluppato dal team sudcoreano è composto di due piccoli quadrati di diverso materiale (uno dei quali composto una sottile membrana polimerica con un particolare trattamento superficiale) che vengono costretti ad avvicinarsi l’uno all’altro se esposti agli ultrasuoni. Quando il segnale ecografico viene interrotto, i due materiali si separano, generando una piccola quantità di elettricità che viene catturata dal generatore. Ripetendo ripetutamente il processo in rapida successione, è stato possibile generare un flusso costante di elettricità.

Prime applicazioni

L’innovativo dispositivo è stato adattato per essere impiantato in tessuti organici: i ricercatori hanno inserito il generatore triboelettrico a diverse profondità sotto la pelle di alcuni maiali da laboratorio e hanno poi esposto i campioni agli ultrasuoni. Alla profondità di 5 mm sotto la superficie cutanea, il dispositivo è stato in grado di produrre un flusso di corrente da 156 microampere e 2,4 volt. Se posto a 1 centimetro sotto la pelle, i valori sono calati a 98 microampere e 1,9 volt. Immerso in acqua, il generatore è stato capace di ricaricare una batteria agli ioni di litio alla velocità di 166 microcoulomb al secondo.

Secondo i ricercatori sudcoreani, simili dispositivi potrebbero presto sostituire le batterie dei pacemaker o di stimolatori neurali così da evitare ai pazienti le operazioni chirurgiche necessarie alla sostituzione delle cariche.

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