Запатентована система передачи энергии без проводов

Запатентована система передачи энергии без проводов

Мобильные телефоны и карманные фонарики без проблем работают на батарейках. Однако из-за ограниченного срока службы батарейки не могут применяться в качестве элемента питания для медицинских приборов испытательной техники, таких как имплантаты и датчики. В настоящее время ученые разработали методику зарядки этих систем энергией без использования проводов.

Вот уже более 50 лет кардиостимуляторы задают ритм множеству сердец. Технология создания микроэлектронных имплантатов с тех пор сделала большой скачок вперед: они стали намного меньше и сложнее технологически. Сегодня многие уверены – будущее за миниатюрными «умными» системами, которые будут также выполнять терапевтические и диагностические функции. К примеру, в будущем имплантируемые сенсоры будут измерять уровень глюкозы, кровяное давление и уровень кислорода в опухолевой ткани, передавая данные о пациенте с помощью телеметрической аппаратуры. Между тем системы дозирования медпрепаратов и инфузионные дозаторы смогут целевым образом доставлять нужные дозы лекарств в организм, облегчая побочные эффекты.

Все эти приборы состоят из датчиков, источников сигналов, блоков обработки сигналов и электронных блоков управления - и в этом также кроется проблема: их надо обеспечивать током. Батареи обычно не используются из-за своего ограниченного срока службы – ведь имплантаты остаются в теле человека на протяжении многих лет.

В настоящее время чаще всего используются радиочастотная (HF) и индуктивная системы. Однако они показывают разный уровень эффективности в зависимости от местонахождения, положения и движений, а также часто имеют ограниченный диапазон. Скоро с недостатками всех этих способов должна будет справиться новая система передачи энергии. Исследователи в Институте Фраунгофера преуспели в создании беспроводной передачи энергии от переносного передатчика на переносной генератор – ресивер.

«Передатчик цилиндрической формы настолько маленький и компактный, что его можно прикрепить к поясу», - утверждает Доктор Хольгер Лауш, ученый из института. Передатчик обеспечивает силу тока более 100 милливатт и имеет дальность передачи около 50 сантиметров. В результате приёмник можно использовать почти на любом участке тела.

«При помощи нашего портативного устройства мы можем обеспечивать имплантаты, системы дозирования медикаментов и другие медицинские приборы энергией без прямого контакта, например проглатываемые эндоскопические капсулы, которые движутся по желудочно-кишечному тракту и передают изображения внутренних органов человеческого тела», - говорит Лауш. Местонахождение и положение приемника можно проследить в любое время – независимо от того, получает ли он энергию. Поэтому, если генератор находится внутри видеоэндоскопической капсулы, полученные изображения могут быть соотнесены с определенным участком желудочно-кишечного тракта. Если генератор помещен в дозирующую капсулу, то активный ингредиент медпрепарата может направляться по конкретному целевому назначению.

Как же работает эта новая, уже запатентованная система? В передатчике есть вращающийся магнит, управляемый бесколлекторным двигателем постоянного тока, который создает магнитное вращающееся поле. Магнитный шарик в ресивере соединяется с переменным внешним магнитным полем и в результате сам начинает вращаться. Вращательное движение преобразовывается в электричество. Таким образом, энергия вырабатывается прямо в генераторе. «С помощью магнитного соединения энергия может передаваться через все немагнитные материалы, такие как биологические ткани, кости, органы, вода, пластик и даже через многие виды металлов. Более того, продуцируемое магнитное поле не имеет негативного воздействия на человека. Оно даже не нагревает ткань», - говорит Лауш, подчеркивая преимущества этой системы.

Так как эти модули, доступные в качестве опытных образцов, варьируются по зоне действия, размерам и производительности, они могут использоваться не только в медицинских приборах. Они могут поставлять энергию в герметически изолированные сенсоры, например такие, которые используются внутри стен и кирпичей. Они подходят для использования в машиностроении, производстве оборудования и строительстве. Другие возможные сферы применения – зарядка энергонакопительных приборов и активация электронных компонентов.

Лауш и его команда представят работу своего устройства с использованием протеза тазобедренного сустава на выставке в Ганновере с 23 по 27 апреля. В данном случае с помощью этой технологии будет электрически стимулироваться шаровидный сустав с целью активизации роста хрящевых и костных клеток.

Источник: forum-orion.com

Похожие новости:
Ученые предложили способ передачи энергии по воздуху
Физики из США и Германии придумали методику, которая потенциально может передать электрический разряд на расстояние до десяти метров. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Optica, а кратко с их работой можно ознакомиться на сайте Аризонского университета. Для передачи электрического разряда ..
2014-08-20 2202 0 Научные открытия
0
Бактерии на дне морей образуют энергетический суперорганизм
Ученые доказали, что бактерии, обитающие в слое отложений на дне морей и океанов, образуют "суперорганизм", благодаря чему оказываются способны передавать друг другу энергию питательных веществ на больше расстояния, и полагают, что это открытие может быть использовано для выработки электроэнергии, сообщается ..
2011-10-16 2370 0 Научные открытия
0
На БАКе провели первые столкновения протонов на максимальной энергии
В ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере (БАКе) провели первые столкновения протонов на максимальной энергии. Об этом сообщается на сайте организации. Протоны впервые столкнули на энергии в 13 тераэлектронвольт (по 6,5 тераэлектронвольт на каждый пучок). Такие испытания необходимы для обеспечения параллельности разгоняемых на установке пучков ..
2015-05-24 6613 0 Научные открытия
0
Физики оценили энергопотери Земли от капель дождя
Ученые обнаружили, что трение падающих капель дождя о воздух переводит в тепло столько же атмосферной энергии, сколько турбулентность потоков. Новые результаты, возможно, повлияют на существующие климатические модели. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводит ..
2012-02-25 1689 1 Научные открытия
0
Ученые поставили рекорд энергии пучка лазера
Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций (НКЛТ) из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии, поставил новый рекорд энергии заряда лазера. На прошлой неделе, ученые объединили 192 луча в единый 1,875-мегаджоульный заряд в пустой тестовой камере. После прохождения ..
2012-03-26 1511 0 Научные открытия
0
Биологи обнаружили в клетках счетчики энергии
Это открытие может помочь в создании новых лекарств от болезней, связанных с нарушением обмена веществ.Находка биологов относится к РНК-переключателям - молекулам рибонуклеиновой кислоты, которые "включают" и "выключают" определенные гены.Поиск таких РНК-переключателей важен для понимания работы генов у разных организмов.Ученых ..
2012-10-23 1532 0 Научные открытия
0
Под антарктическими льдами нашли тысячи видов живых организмов
Американские ученые представили первое подробное описание микроорганизмов, обитающих в недрах Антарктиды, в водах подледного озера Уилланс (запад континента), сообщает журнал Nature. Подо льдом Антарктиды (на глубине 800 метров) обнаружили не просто следы жизни, но развитую экосистему. В водах ..
2014-08-22 2195 0 Научные открытия
0
Сверхбыстрый лазер помог изменить свойства твердых материалов
Ученые из США, Южной Кореи и Японии использовали сверхбыстрый (фемтосекундный) лазер для оперативного отслеживания изменений собственной энергии электронов и их взаимодействий в сверхпроводнике. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ..
2014-10-07 1707 0 Научные открытия
0
Учёные разработали новые механизмы, накапливающие энергию
Международная исследовательская группа, включая доктора Юрия Гогоция из университета имени Дрекселя открыли инженерному миру новый взгляд на внутренние функции электродов суперконденсаторов, сообщает «WordScience.org». Это недорогие, лёгкие устройства предназначенные для хранения энергии и используемые в электронике, транспорте ..
2012-03-14 1533 0 Научные открытия
0
Теорию относительности проверят с помощью пульсара и пары карликов
Международная группа астрофизиков обнаружили тройную систему, состоящую из нейтронной звезды-пульсара и двух белых карликов. По словам ученых, необычное строение системы позволяет с высокой точностью проверить так называемый сильный принцип эквивалентности Общей теории относительности Эйнштейна. Исследование ..
2014-01-08 1529 2 Научные открытия
0
Большой адронный коллайдер поставил новый рекорд энергии
Инженеры и физики Большого адронного коллайдера (БАК) провели успешный эксперимент по столкновению положительно заряженных частиц с рекордным уровнем энергии 5,02 тераэлектронвольт на каждый нуклон ядра. Достигнутая энергия в два раза превысила предыдущий «рекордный» результат. Суммарная энергия ..
2015-11-28 7650 0 Научные открытия
-1
Физики придумали пространственно-временные кристаллы
Физики предложили способ создания пространственно-временных кристаллов, - систем, чья структура регулярна не только в пространстве, но и во времени. Работа пока не опубликована в рецензируемом журнале, но доступна в архиве Корнельского университета. Ее краткое содержание приводит блог Technology Review. По словам ученых, основными ..
2012-06-27 1929 0 Научные открытия
0
Химики открыли путь к синтетической жизни
Команда химиков под руководством Арье Уоршела (Arieh Warshel) из Университета Южной Калифорнии разработали метод, позволяющий предсказать каталитическую активность различных ферментов. В будущем это позволит создавать ферменты с нужными свойствами для промышленного производства, а также для получения искусственных клеток. ..
2016-05-11 1793 0 Научные открытия
0
Ученые пытаются научиться управлять теплопроводностью
Контроль потока тепла через материалы имеет большое значение для многих технологий. В то время как доступны материалы с высокой и с низкой теплопроводностью, материалы с переменной и обратимой теплопроводностью – редки. И, за исключением экспериментов с высоким давлением, были зарегистрированы лишь небольшие ..
2014-06-06 1524 0 Научные открытия
0
Физики опустили температуру калия ниже абсолютного нуля
Немецкие физики создали квантовое облако атомов калия, распределение энергии в котором таково, что его температура имеет отрицательное абсолютное значение. Работа опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание приводит ScienceNow. Температура тела отражает среднюю энергию его отдельных атомов или молекул. Обычно большинство ..
2013-01-7 1822 0 Научные открытия
1