Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Om de batterij van een pacemaker te vervangen is een invasieve ingreep nodig. In de toekomst moet deze technologie daarmee afrekenen.
Het blijft een briljante uitvinding: de pacemaker, een apparaatje dat een stroomstootje naar je rikketik stuurt wanneer het hartritme te traag is of onderbroken wordt. Om dit levensreddende werk uit te kunnen voeren, is een pacemaker uitgerust met een batterij die acht tot tien jaar meegaat. Wanneer deze bijna leeg is, moeten de artsen hem vervangen via een kleine, maar invasieve ingreep.
Het zou natuurlijk veel fijner zijn als de batterij in het lichaam aanwezig kan blijven en hier zo regelmatig wordt opgeladen. Onderzoekers van het Korea Institute of Science and Technology hebben precies hierover nagedacht en komen nu met een oplaadsysteem dat werkt middels ultrasone golven.
Lees ook:
Draadloos opladen
Maar we horen je denken: er zijn toch al methodes om batterijen draadloos op te laden? Waarom kan dat dan niet met die van de pacemaker? Zo is er elektromagnetische inductie, waarbij elektrische energie middels elektromagnetische golven wordt overgebracht tussen twee objecten. Hiervoor moeten de objecten zich echter wel binnen 1,5 centimeter van elkaar bevinden. Ook komt er veel warmte vrij bij deze vorm van opladen, wat natuurlijk niet ideaal is als de batterij in je lichaam zit.
De basisprincipes van magnetische resonantie, een andere methode van draadloos opladen, zijn hetzelfde als die van elektromagnetische inductie. De objecten kunnen dan echter iets verder van elkaar verwijderd zijn. Nadeel van resonantie is wel dat Bluetooth en Wi-Fi het opladen kunnen verstoren. Ook moeten de zogenoemde resonantiefrequenties van de generator als het op te laden object hetzelfde zijn.
Onder water
Om deze problemen te omzeilen, werkt het oplaadsysteem van de Koreaanse onderzoekers op basis van het tribo-elektrisch effect. Hierbij zorgt wrijving tussen twee materialen ervoor dat ze een elektrische lading uitwisselen en zodoende worden opgeladen. Statische elektriciteit is een voorbeeld van het tribo-elektrisch effect.
Wanneer de wetenschappers ultrasone golven op de generator afvuren, beginnen de tribo-elektrische en ferro-elektrische materialen daarin heen en weer te trillen. En door deze wrijving kan er meer dan 8 milliwatt worden opgewekt bij een afstand van 6 centimeter. Dit is bijvoorbeeld genoeg om 200 ledlampjes te laten branden, of het versturen van een Bluetooth-signaal onder water. Volgens de Koreanen kan de technologie in de toekomst dan ook worden gebruikt om apparaten in de zee van elektrische energie te voorzien.
De onderzoekers gaan nu hard aan de slag om de efficiëntie en de stabiliteit van het oplaadsysteem te verbeteren. To be continued… Hopen we.
Bronnen: Energy & Environmental Science, NewAtlas
Beeld: Korea Institute of Science and Technology