Asla Boşalmayan Pil


İnsanlar karmaşıktır büken, ezen, esneten, akan, titreyen ve atan hareketli parçalara sahip makineler. Bilim adamları artık sensörleri, giyilebilir cihazları ve implante tıbbi cihazları etkileyen yaygın bir sorunu çözmek için bu enerji kaynaklarına bağlanıyorlar – korkunç bir pil bitmesi.

Tasarım gereği kendi kendine güç sağlayan cihazlar çözüm olabilir ve araştırmacılar, insan vücudunun kendisinin kullanışlı bir güç kaynağı olabileceğini keşfettiler – tam da patlayan giyilebilir cihaz pazarına güç sağlamak için tam zamanında. “Elektrosötikler” tıpta farmasötiklere meydan okumaya başlıyor, bu nedenle daha fazla insan sağlıklı kalmak için implante elektrostimülatörler ve kalp pilleri gibi cihazlara güvenecek.

“Biyobataryalar” ve enerji temizleme, bu cihazları enerjiden bağımsız hale getirerek, ölü pilleri değiştirmek için invazif cerrahiye olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir. Bonus olarak, bu kablosuz dünya, günümüzde çok yaygın olan implante şarj kablolarının yerinden çıkmasını veya virüs bulaşmasını önleyecektir.

Bilim adamları 2000’lerin başından beri vücutla çalışan cihazlar üzerinde çalışıyorlar – şimdiye kadar, teknoloji insanlardan toplanabilecek çok az miktarda elektrik için çok fazla enerjiye aç kaldı. Ancak yirmi yıllık ilerlemenin ardından, günümüzün cihazları çok düşük miktarlarda enerji tüketerek, gücü insanlardan alan sayısız fikir ve prototipin kapısını aralıyor.

Hücresel bir güç merkezi

Hücreleriniz temel olarak pillerdir – şekerli yakıtı enerjiye dönüştüren biyokimyasal hücreler. Alman başlangıç CELTRO yüzbinlerce hücreden küçük miktarlarda enerji toplamak için mikroiğne dizilerini kullanarak bu canlı güç kaynağından yararlanıyor. CELTRO’nun ilk ürünü, küçük bir otonom kalp pili olacak. CEO ve kurucu ortak Gerd Teepe, “Kalp gibi bir kas kasılması bir noktada başlar ve ardından tüm kalp kasına yayılır” diyor. “Fikrimiz, bu çığ etkisini kullanmak için birden çok noktada enerji toplamaktı.” Enerji toplamanın yanı sıra, çok işlevli mikroiğneler, kalbi izlemek ve gerekirse pacing’i eski haline getirmek için yardımcı bir elektrik takviyesi sağlamak üzere kardiyak dokuya takılacaktır. 2021’de CELTRO, laboratuvar tabanlı kavram kanıtı çalışmaları için başlangıç ​​finansmanı topladı.

Kağıt yakıt hücreleri

Fransız başlangıç BeFC yeşil kimlik bilgilerine sahip biyopiller inşa ediyor. Yakıt hücresi, karbon, selüloz ve glikoz katmanlarını ve ayrıca tescilli enzimlerin serpiştirilmesini kullanır. Bir damla sıvı (örneğin kan veya idrar) eklemek, elektrik üreten bir reaksiyonu başlatır. Kağıt yamalar, diyabetli insanlar için glikoz izleme kitleri gibi tek kullanımlık teşhis cihazlarına ve sürekli izleme sensörlerine güç sağlayabilir. Kullanıldıktan sonra, hücreler çöpe atılan veya yakılan diğer minyatür pillerin aksine gübre bile olabilir. BeFC şu anda A Serisi fon topluyor ve ilk ürünleriyle 2024’te piyasaya çıkmayı planlıyor.

Titreyen kalbim

Paris merkezli KARADAC kalbin kendisinden güç alan bir kalp pili tasarlıyor. Kurşunsuz kalp pili, kalp atışları, kan akışı ve titreşimler arasında sallanan bir sarkaç olan piezoelektrik enerji toplayıcı içeren bir kapsül içine yerleştirilmiştir. Salınımlar elektriğe dönüştürülür ve cihaz, kalbin ritmi sıfırlamak için bir sarsıntıya ihtiyacı olduğunu algılayana kadar saklanır. Başlangıç, yakın zamanda klinik öncesi testlere devam etmek ve insan denemelerine geçmek için Seri A finansmanında 17 milyon € (yaklaşık 18,3 milyon $) topladı.

İç aydınlatma

Güneş panelleri evde yaygın bir görüş haline geliyor ve yakında tıp teknolojisini de aydınlatabilirler. Avustralya’nın Melbourne kentindeki Monash Üniversitesi’nden araştırmacılar, derinin altına yerleştirilen bir güneş panelinin doğrudan güneş ışığına göre yüzde 10’a varan oranda daha fazla elektrik verdiğini keşfettiler; Güneşte birkaç saat implante edilebilir bir sıcaklık sensörünü 24 saat çalıştırabilir ve araştırmacılar bunun için en iyi yerin boyun ile omuz arası olduğunu söylüyor.

hidroelektrik kalp

İsviçre’deki Bern Üniversitesi’ndeki araştırmacılara göre, mini türbinler kan akışını kontrol altına alabilir ve elektriğe dönüştürebilir. Kalpteki bir kan damarına yerleştirilebilen ve tıpkı bir hidroelektrik santrali gibi kan akışından elektrik üreten torpido şeklinde bir türbin tasarladılar. Henüz çözülmemiş olan büyük bir zorluk, türbin kanatlarında kan pıhtılarının oluşmasını nasıl önleyeceğimizdir, ancak laboratuvar simülasyonlarında türbin, piyasada bulunan kurşunsuz kalp pillerine güç sağlamak için yeterli enerjiyi üretti.

Piezo yamaları

İtalyan başlangıç PiezoDeri hareketleri aynı anda ölçebilen ve onlardan güç çekebilen ultra ince bir piezoelektrik cilt yaması geliştirdiğini söylüyor. Bir çalışmada, yamayı disfaji veya yutma güçlüğü çeken kişilerde boyun hareketlerini izlemek için kullandı; ancak şirketin biyouyumlu filmi, sensörler ve giyilebilir cihazlar için diğer vücut hareketlerinden ve titreşimlerden de güç toplayabilir.

ısıyı hissetmek

İsviçreli startup’a göre insanlar günde yaklaşık 100 watt termal enerji yayarlar. Mithras, bu ısıdan yararlanmak, giyilebilir biyosensörlere ve hatta implante edilmiş cihazlara güç sağlayabilir. TEG’ler olarak bilinen termoelektrik jeneratörleri, vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkından yararlanarak elektrik üretir. Mithras, 5 santigrat derecelik bir farkla, 12 santimetrekarelik bir TEG deri yamasının bir koklear implanta tamamen güç sağlayabileceğini tahmin ediyor.

Bu makale ilk olarak WIRED UK dergisinin Ocak/Şubat 2023 sayısında yayınlanmıştır.



Kaynak : https://www.wired.com/story/the-battery-that-never-gets-flat/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir