用超聲波探頭植入電子設(shè)備進(jìn)行無線充電的示意圖。

　　隨著人口老齡化和醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，全球使用植入式電子設(shè)備的患者數(shù)量正在增加，如人工心臟起搏器和除顫器。韓國科學(xué)技術(shù)研究所（KIST）據(jù)宣布，由電子材料研究中心宋顯哲博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種超聲波無線能量傳輸和充電技術(shù)，可用于人工植入物，也可為水下儀器的電池充電，如監(jiān)測海底電纜狀況的傳感器。相關(guān)研究最近發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。

　　電磁感應(yīng)和磁共振可用于無線能量傳輸。電磁感應(yīng)目前用于智能手機(jī)和無線耳機(jī)。然而，它的使用限制是電磁波不能通過水或金屬，導(dǎo)致充電距離短。此外，由于充電過程中產(chǎn)生的熱量是有害的，因此該方法不易用于為植入式醫(yī)療設(shè)備充電。磁共振法要求磁場發(fā)生器和發(fā)射器具有相同的共振頻率，并且存在干擾其他無線通信頻率(例如Wi-Fi藍(lán)牙)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　KIST團(tuán)隊(duì)使用超聲波而不是電磁波或磁場作為能量傳輸介質(zhì)。超聲波聲納通常用于水下環(huán)境。在各種醫(yī)療應(yīng)用中，如器官或胎兒狀況診斷，人體內(nèi)超聲波的安全性已得到驗(yàn)證。然而，由于聲能傳輸效率低，現(xiàn)有的聲能傳輸方法不易商業(yè)化。

　　研究小組開發(fā)了一種模型，該模型利用摩擦電的原理接收超聲波并將其轉(zhuǎn)化為電能，可以有效地將微小的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。通過在摩擦發(fā)電機(jī)中添加鐵電材料，超聲波能量傳遞效率從不到1%提高到4%以上。它可以在6厘米的距離充電超過8毫瓦的功率，足以同時(shí)操作200瓦LED或者在水下傳輸藍(lán)牙傳感器數(shù)據(jù)。新開發(fā)的裝置具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)生少量的熱量。

　　宋博士說：“這項(xiàng)研究表明，電子設(shè)備可以通過超聲波進(jìn)行無線充電。如果未來設(shè)備的穩(wěn)定性和效率進(jìn)一步提高，該技術(shù)可用于植入式傳感器或深海傳感器的無線電源?！?/p>