Південнокорейські інженери розробили і випробували імплантований пристрій, здатний виробляти енергію за допомогою ультразвуку, що випускається зовнішнім джерелом. Ультразвук збуджує коливання трибоелеткричного генератора і забезпечує вироблення електричного струму на рівні 0,15 мільйампер, а його потужності достатньо для живлення електрокардіостимулятора, розповідають автори статті в. Розробники провели успішні випробування пристрою на моделі, що складається з тканин свині.
Імпортовані пристрої, такі як електрокардіостимулятори, мають багато переваг перед зовнішнім медичним обладнанням. Разом з цим вони мають і помітний недолік, пов'язаний з терміном роботи акумулятора. У випадку з електрокардіостимуляторами зазвичай його вистачає на кілька років роботи, після чого доводиться проводити повторну операцію і замінювати апарат. Оскільки операції несуть в собі потенційну небезпеку, інженери і вчені розробляють альтернативні способи постачати імплантовані пристрої енергією, наприклад, живити їх від скорочення серцевого м'яза.
Інженери під керівництвом Кіма Сан У (Sang-Woo Kim) з Університету Сонгюнгван створили електрогенератор для імпортованих пристроїв, що виробляє електрику з ультразвукових коливань, джерело яких може перебувати за межами організму. Пристрій має квадратну форму з шириною боку чотири сантиметри. У його основі лежить трибоелектричний генератор, що перетворює кінетичну енергію в електричний струм за допомогою трибоелектричного ефекту та електростатичної індукції. Він складається з тонкої перфторалкосилової плівки товщиною 50 мікрометрів, мідно-золотого робочого електрода і мідного контрольного електрода. Крім того, в пристрої встановлена плата управління і літій-іонний акумулятор.
Принцип дії генератора заснований на тому, що ультразвук з частотою 20 кілогерц викликає великі і багатомодові коливання плівки. Під час коливань плівка стикається з робочим електродом, через що на ній концентруються негативні заряди, а на робочому електроді позитивні. Через це між ним і контрольним електродом виникає різниця потенціалів. При видаленні плівки від робочого електрода виникає зворотний процес і виробляється струм зворотної величини.
Інженери перевірили роботу генератора в різних модельних умовах, у тому числі в тканинах свині. Вони мали генератори на глибині від п'яти до десяти міліметрів від поверхні шкіри, до якої приганяли ультразвуковий випромінювач. На глибині п'ять міліметрів генератор виробляв електрику з силою струму до 156 мікроампер і напругою до 2,4 вольта. На глибині сантиметр параметри знижувалися до 98 мікроампер і 1,9 вольт. При цьому автори зазначають, що потужність вироблення генератора становить майже сто мікроват, чого достатньо для живлення багатьох імплантованих електрокардіостимуляторів і нейростимуляторів.
У 2016 році американські інженери створили і випробували на щурах імпортовані датчики, які збирають дані про роботу м'язів. Вони теж отримували енергію від зовнішнього джерела ультразвуку, однак використовували для цього п'єзоелектричний генератор.