شارژ حسگرهای حیاتی با ضربان‌ قلب

[رسول]

محققان موفق شده‌اند انرژی ضربان‌های قلب را به انرژی الکتریکی مورد نیاز حسگرهایی تبدیل کنند که می‌توانند بر تغییرات قند خون یا فشار آن نظارت کنند و در مورد تغییرات ناگهانی به بیمار هشدار دهند.



محققان انستیتو فناوری جورجیا ابزار بسیار‌کوچکی برای تولید انرژی الکتریکی از ضربان‌های منظم قلب ابداع کرده‌اند که اگر نمی‌تواند سهمی در تأمین انرژی مورد نیاز بشر داشته باشد، این قدرت را دارد که جان بیماران بسیاری را نجات دهد.

به گزارش نیوساینتیست، این ژنراتور بسیار‌کوچک که به بدن بیمار متصل شده و با نیروی مکانیکی حاصل از ضربان‌های قلب شارژ می‌شود، می‌تواند به یک حسگر موجود در بافت زنده و سیستم هشدار در مورد کاهش قند خون فرد- در افراد دیابتی- یا دیگر شرایط خاص پزشکی تبدیل شود.

لین وانگ و همکارانش برای ساخت این ایمپلنت از خاصیت پیزوالکتریک نانوسیم‌‌هایی از جنس اکسید‌روی استفاده کرده‌اند. در واقع این رشته‌ها در ابعاد نانو می‌توانند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند و می‌شود با ساخت یک ژنراتور منعطف از آنها از فعالیت‌های حیاتی‌یی مانند تنفس یا پمپاژ خون توسط قلب انرژی الکتریکی بسیار‌اندکی تولید کرد.

این گروه مستطیل کوچک ساخته شده از نانوسیم‌های اکسید‌روی را با پوششی انعطاف‌پذیر از جنس پلیمر پوشاند تا علاوه بر اینکه امکان تحرک کافی داشته باشد از اثر مایعات ترشح شده توسط بدن محفوظ بماند و تداخلی در تولید انرژی آن نیز ایجاد نشود.

این ژنراتور کوچک با ابعاد 2 در 5 میلیمتر به ماهیچه دیافراگم یک موش آزمایشگاهی متصل شد. وانگ می‌گوید: «این ایمپلنت آنقدر کوچک است که به سختی می‌توانید آنرا ببینید. اما می‌تواند از حرکت در هر مسیری استفاده کند و به هیچ شرایط خاصی نیاز ندارد».

با هر دم و بازدم نانوسیم‌ها کشیده و سپس به هم فشرده می‌شوند. نتیجه این تغییر شکل، تولید جریان الکتریکی 4 تا 30 پیکوآمپری با توانی معادل 2 تا 3 میلی‌ولت است.

با اینکه انرژی تولید شده بسیار‌اندک است اما می‌شود از آن برای تأمین انرژی نانوحساسگرهای ساده‌ای که به تغییرات فشارخون یا گلوکز حساس هستند، استفاده کرد.

پیش از این هم ابزارهایی برای تأمین انرژی از حرکات بدن ساخته شده‌اند. به عنوان مثال، محققان در مرکز تحقیقاتی گلن در کلیولند، اوهایو وابسته به ناسا، ژنراتور پیزوالکتریکی از سرامیک ساختند که با اتصال به ماهیچه چهار‌سر پای یک خرگوش انرژی الکتریکی تولید می‌کرد. انرژی تولید شده در این روش بیشتر بود، اما به حرکت دائمی و سریع خرگوش نیاز داشت.

استفاده از انرژی مکانیکی ضربان‌های قلب که برای اولین‌بار توسط وانگ و همکارانش مطرح شده، ایده فوق‌العاده‌ای است، در این روش ایمپلنت‌ها با اتصال مستقیم به سلول‌های زنده و با استفاده از نیرویی طبیعی و غیر‌ارادی شارژ می‌شوند. آنها اولین نانوژنراتور جهان راساخته‌اند که مستقیما به بافت زنده متصل شده است.

منبع: www.khabaronline.ir