Szívdobbanás működteti a műszert

A szervezetbe applikálható miniatűr szerkentyűről, amelyet az atlantai Georgia Műszaki Kutatóintézetben dolgozó Zhong Lin Wang fejlesztett ki, a New Scientist nevű tudományos folyóirat számolt be. A nanomérnök (ma már ilyen szakma is létezik) találmányához a miniatürizáláson kívül a piezoelektromosság jelenségét használta fel: tehát azt, hogy bizonyos anyagok összenyomása és nyújtása elektromos feszültséget generál, azaz a mechanikus energia árammá transzformálható át.

Zhong ilyen piezoelektromos tulajdonsággal rendelkező, mikroszkopikus nagyságú, cink-oxidos vezetékeket helyezett olyan flexibilis anyagba, polimerbe ágyazva, amelyben a drótok minden irányban szabadon görbülnek. Az egészet parányi védőpajzzsal vette körül, amely ellenáll a szöveti folyadék károsító hatásának, illetve kiszűri a szervezet egyéb „háttérzajait".

A mintegy két milliméter vastag, 5 milliméter széles, négyszögletes műszert először a rekeszizomhoz erősítette. A rekesz minden légvételnél megfeszül, melynek következtében a mikrogenerátorban 4 pikoamper áram termelődött. A készüléket továbbfejlesztették, és az áramfejlesztőt mozgó patkányszívre ültették. Ekkor már 30 pikoampert nyertek. Ennyi energia elég ahhoz, hogy „hajtsa" a testbe helyezett, apró érzékelőket, a vérnyomás- és vércukormérésre használt szenzorokat. Ezeknek a érzékelőknek az energiaigénye minimális, azért is, mert nem működnek, mérnek folyamatosan, és ez tovább csökkenti a felhasználandó árammennyiséget. Mivel a folyamatosan fejlesztett mikrogenerátor a minden irányból érkező és minden frekvenciájú mechanikus mozgást hasznosítani képes, az így nyert energia hasznosítási lehetőségének tárháza egyre bővült.

A közel jövőben gyakorlatilag minden szervezeten belüli mozgás felhasználhatóvá válhat.

Az igazsághoz hozzá tartozik, hogy a test mozgásának elektromos árammá alakítására korábban is voltak sikeres példák. A NASA egyik háttérintézményében, a clevelandi Glenn Kísérleti Központban nyulak lábizmaihoz szerelt piezoelektromos eszközzel termeltek annyi áramot, amely elegendőnek bizonyult ugyanarra az izomra szerelt érzékelők működtetésére. Ennek az volt a hátránya, hogy áramtermeléshez az izomnak igen nagy mozgást kellett végeznie.

Azonban a szívdobbanások felhasználása elektromos energiaforrásként igazi áttörés lehet. Ahogy a New Scientist-nek nyilatkozó Xudiong Wang, a Wisconsin-Madison Egyetem nanomérnöke elmondta, kis amplitúdójú, akaratlan mechanikus izommozgást hasznosító „belső" mikrogenerátort most próbáltak ki először „in vivo" élő szervezetben. Nemsokára kiderül, hogy az emberi szív is képes-e ilyen generátort működtetni.