隨著人口老齡化和醫療技術的進步，使用人工心髒起搏器和除顫器等植入式電子設備的患者數量在全球範圍內(nei) 不斷增加。韓國科學技術研究院（KIST）宣布，由電子材料研究中心宋憲哲博士領導的研究團隊開發了一種可應用於(yu) 人體(ti) 植入物的超聲波無線能量傳(chuan) 輸充電技術，該技術也可為(wei) 監測海底電纜狀況的傳(chuan) 感器等水下儀(yi) 器的電池充電。相關(guan) 研究近日發表在《能源和環境科學》雜誌上。

　　電磁感應和磁共振可用於(yu) 無線能量傳(chuan) 輸。電磁感應目前用於(yu) 智能手機和無線耳機。但其使用的限製是電磁波不能穿過水或金屬，導致充電距離短。此外，由於(yu) 充電過程中產(chan) 生的熱量是有害的，因此這種方法不能輕易地用於(yu) 為(wei) 植入式醫療裝置充電。磁共振法要求磁場發生器和發射裝置的共振頻率完全相同，存在幹擾其他無線通信頻率（如Wi-Fi和藍牙）的風險。

　　KIST團隊采用超聲波而不是電磁波或磁場作為(wei) 能量傳(chuan) 輸介質。使用超聲波的聲呐通常用於(yu) 水下環境，在器官或胎兒(er) 狀況診斷等各種醫療應用中，超聲波在人體(ti) 中的安全性已得到驗證。然而，現有的聲能傳(chuan) 輸方法由於(yu) 聲能傳(chuan) 輸效率低，不易實現商業(ye) 化。

　　研究小組開發了一種模型，該模型使用摩擦電原理接收超聲波並將其轉換為(wei) 電能，該原理可有效地將微小的機械振動轉換為(wei) 電能。通過在摩擦發電機中添加鐵電材料，超聲波能量傳(chuan) 遞效率從(cong) 不到1%顯著提高到4%以上。其可在6厘米的距離處充電超過8毫瓦的功率，這足以同時操作200個(ge) LED或在水下傳(chuan) 輸藍牙傳(chuan) 感器數據。新開發的裝置具有較高的能量轉換效率並產(chan) 生少量熱量。

　　宋博士說：“這項研究表明，電子設備可通過超聲波以無線充電方式來驅動。如果未來設備的穩定性和效率進一步提高，這項技術可應用於(yu) 為(wei) 植入式傳(chuan) 感器或深海傳(chuan) 感器無線供電。”

　　張夢然