În încercarea de a îmbunătăți și de a păstra viețile, cercetătorii caută modalități inovatoare de a alimenta dispozitive implantabile, abordând provocarea reprezentată de sursele de energie sustenabile din interiorul corpului uman.
Corpul uman consumă zilnic o cantitate substanțială de energie, echivalentă cu aproximativ 800 de baterii AA. Cu toate acestea, eficiența sa mecanică este relativ scăzută, o parte semnificativă a energiei fiind disipată sub formă de căldură, în loc să fie utilizată în mod eficient.
Pe măsură ce crește cererea de surse de energie fiabile pentru dispozitivele implantabile, dependența actuală de bateriile litiu-ion prezintă probleme logistice și de siguranță. Aceste baterii necesită înlocuire chirurgicală la epuizare, ceea ce prezintă riscuri de infecție și de scurgere.
Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință din întreaga lume dezvoltă generatoare implantabile care au ca scop captarea energiei din corpul uman, anunțând o nouă eră a funcționalității dispozitivelor medicale.
Strategii de captare a energiei
Cu toate că amintesc de science-fiction, captatorii de energie implantabili valorifică procesele termice, cinetice și chimice pentru extragerea energiei, reflectând metodele convenționale de producere a energiei.
De un interes deosebit sunt generatoarele termoelectrice (TEG), care profită de ineficiența termică a organismului prin transformarea diferențelor de temperatură în energie electrică. Cu toate acestea, persistă provocări, inclusiv necesitatea de a echilibra biocompatibilitatea cu eficiența și miniaturizarea.
Yongchen Rao, de la Universitatea de Științe Aplicate Jade din Germania, subliniază importanța abordării acestor cerințe contradictorii, menționând potențialul de realizare a unor descoperiri în domeniul materialelor termoelectrice și al tehnologiei de ambalare pentru a îmbunătăți performanța TEG.
Inovații în materie de generatoare portabile
Proiectele inovatoare, cum ar fi generatoarele portabile, oferă căi promițătoare pentru producția de energie. Cercetătorii de la Thayer School of Engineering, Dartmouth, au dezvoltat prototipuri capabile să genereze electricitate din mișcările fiziologice, cu aplicații potențiale în alimentarea stimulatoarelor cardiace.
În mod similar, eforturile de a valorifica energia cinetică a inimii, exemplificate prin turbine miniaturale, prezintă potențialul de generare de energie durabilă. În ciuda preocupărilor legate de întreruperea fluxului sanguin, progresele în proiectarea dispozitivelor sunt promițătoare pentru atenuarea riscurilor.
În plus, progresele în domeniul recoltării energiei chimice, cum ar fi bateriile cu autoîncărcare care utilizează fluidele corporale, oferă soluții biocompatibile pentru furnizarea de energie pe termen lung.
Eliberarea puterii din interior
În timp ce implanturile de recoltare a energiei se află în stadii incipiente, eforturile de cercetare în curs de desfășurare vizează optimizarea eficienței și a biocompatibilității. Odată cu proliferarea internetului lucrurilor (IoT) și cu creșterea cererii de dispozitive medicale durabile, generatoarele implantabile dețin un potențial vast.
Privind în viitor, aceste generatoare ar putea alimenta nu numai dispozitive medicale, ci și o multitudine de îmbunătățiri biohacking, deschizând o nouă frontieră a simbiozei om-mașină.
Prin valorificarea puterii interioare, cercetătorii întrevăd un viitor în care corpul uman devine o sursă de energie durabilă, conducând la progrese în domeniul sănătății și nu numai.
