Южнокорейские ученые создали инновационную систему, которая может заряжать батареи смартфонов, умных часов, наушников, медицинских имплантов, включая кардиостимуляторы, и будущих киберимплантов всего за полтора часа без хирургического вмешательства. Новая технология использует ультразвук, делая процесс неинвазивным и избавляя людей и киборгов от необходимости постоянно подключать устройства к розетке или подвергаться повторным операциям. Двухслойный пьезоэлектрический модуль эффективно преобразует всю ультразвуковую энергию, не теряя её, как в предыдущих разработках.
Проблема слабых аккумуляторов, проводов и необходимости замены батарей в имплантах остаётся одной из ключевых для интеграции технологий в повседневную жизнь. Каждый раз, когда батарея разряжается, люди вынуждены ложиться на операцию, что сопряжено с рисками, затратами и стрессом. А проводные гаджеты часто рвутся, особенно в неподходящий момент.
Учёные из Института науки и технологий Тэгу-Кёнбук предложили решение этой проблемы. Их система использует двухслойный пьезоэлектрический модуль, который преобразует в электричество даже те ультразвуковые волны, которые раньше считались потерянными. Первый слой принимает ультразвук и преобразует его в энергию, а второй собирает остаточные волны, увеличивая общую эффективность зарядки более чем на 20%.
Перед началом производства учёные провели моделирование, чтобы убедиться в безопасности и эффективности ультразвукового метода зарядки. После сборки слоёв мощность устройства значительно возросла. В воде система достигла плотности мощности 497 мВт на квадратный сантиметр, а суммарно выдала более 730 мВт, зарядив батарею на 140 мА·ч менее чем за два часа. Аналогичные результаты были получены при тестировании на свиной ткани, имитирующей толщину человеческих тканей. Даже при таких условиях модуль выдал более 312 мВт, зарядив батарею на 60 мА·ч за 1 час 20 минут, что в два раза лучше предыдущих технологий.
Разработчики утверждают, что их система — первая, которая полностью использует потенциал ультразвука для зарядки медицинских приборов. В будущем планируется сократить время полной зарядки до одного часа и начать массовое производство.
Если система получит одобрение для медицинского применения, это изменит подход к использованию гаджетов и имплантов. Устройства станут меньше, будут служить дольше, повысят комфорт и безопасность для людей. Возможно, это станет началом новой эры, где технологии и биология сольются воедино.