Мозговые импланты уже давно используются в медицинских целях. Однако такие устройства нуждаются в энергии, поэтому каждые 2-3 года приходится их извлекать и менять элементы питания. Новая технология поможет если не преодолеть полностью, то хотя бы ослабить эту зависимость.
Как это работает
Технология использует трибоэлектрический эффект, возникающий в некоторых материалах, если те трутся друг о друга. Ученым удалось создать систему, производящую энергию в процессе дыхания. На симуляторе эта концепция оказалась вполне рабочей: энергии, добываемой с помощью трибоэлектрического эффекта, хватало на питание имплантата.
Устройство работает таким образом, что движение грудной клетки пользователя преобразуется в электричество. Когда человек вдыхает и выдыхает, на грудную стенку давит небольшой и тонкий электрический генератор, который называется трибоэлектрическим наногенератором. Он превращает это движение в статическое электричество. В трибоэлектрическом наногенераторе глубинного стимулятора мозга создается ток, который заряжает суперконденсатор.
Мы создали наш трибоэлектрический наногенератор с использованием новых наноматериалов, производящих значительный выход энергии при контакте друг с другом, достаточный для работы глубокого стимулятора мозга,
– говорится в заявлении.
Стимуляторы мозга обычно размещают под кожей в области груди. Электроды при этом имплантируют в мозг. Они помогают при неврологических и психиатрических заболеваниях, когда традиционные методы лечения оказываются неэффективными. Каждый год около 150 тысяч человек получают такие устройства для борьбы с болезнью Паркинсона. Они также уменьшают симптомы психиатрических заболеваний, таких как депрессия и ОКР.
Если разработка специалистов из Коннектикута дойдет до стадии серийного производства, это позволит избежать постоянных замен элементов питания и улучшит работу таких чипов.