研究人员突破超声充电技术 甚至穿透皮肤为设备供电
随着电子设备在人体内部及水下应用场景的研究扩展,寻找安全稳定的突破供电方案变得愈发重要。传统电磁感应或射频(RF)等无线充电技术在这些环境中表现欠佳——能量传输效率低、超声充电穿透有效距离短,技术且易对周边电子设备造成干扰。甚至 为解决这一难题,皮肤韩国科学技术研究院(KIST)与高丽大学的为设研究团队将目光投向了超声波技术。相比射频波,备供超声波在人体组织中的研究吸收率更低、干扰更小,突破特别适合为医疗植入物和表皮穿戴设备供电。超声充电穿透 由Hur Sunghoon博士和Song Hyun-Cheol教授带领的技术团队,采用先进压电材料研制出柔性超声波接收器。甚至这种接收器在弯曲状态下仍能正常工作,皮肤可紧密贴合皮肤等曲面。为设实验数据显示,该设备能穿透3厘米水深传输20毫瓦功率,或穿透3厘米人体组织传输7毫瓦功率,足以驱动可穿戴传感器或微型植入装置。 研究团队证实该技术还能为电池充电,这将显著延长植入设备的使用寿命,避免频繁更换电池的手术风险。“这项研究证实了超声无线输电技术的实用化潜力,”Hur博士表示,“我们正推进微型化和商业化研究,以加速技术落地。” 与此同时,科学家还在研发超声驱动的摩擦电纳米发电机(US-TENG)。这类设备虽能实现无创经皮充电,但长期受限于输出功率低和材质僵硬的缺陷。最新研发的介电-铁电增强型US-TENG(US-TENGDF-B)通过特殊结构设计,能以更温和的超声波实现远距离高效供电。 测试表明,这种升级装置在35毫米距离外充电时能产生26伏电压,输出功率达6.7毫瓦。其优异的柔韧性使其适用于人体曲面部位或人工心脏等植入设备。研究人员指出,该技术特别适合为体内深处的柔性电子系统提供短期无线供电。 这些突破性技术为低功耗电子设备提供了安全可靠的供电方案,未来有望使心脏起搏器、神经刺激器、水下传感器及无人机等设备摆脱频繁充电或更换电池的困扰。随着技术持续优化,超声充电或将成为生物电子学和海洋科技领域的重要能源解决方案。
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