随着智能手机功能日益强大,电池续航成为用户关注的焦点。近日,中美联合研究团队提出一种创新方案:通过植入人体器官的微型充电器,利用心脏等器官的持续运动产生电能,为手机等便携设备充电。该研究发表于《先进材料》期刊,展示了将人体生物力学能量转化为电能的可行性。
研究团队开发的装置基于压电效应,核心材料为“固溶体锆钛酸铅(PZT)纳米带”,这是一种具有优异压电性能的陶瓷材料。当心脏、肺部或横膈膜等器官运动时,PZT纳米带发生形变,产生电荷,经整流器转换为稳定直流电,并储存于微型电池中。整个装置采用生物兼容性塑胶密封,确保植入后不会引发免疫排斥反应。
目前,团队已在牛体内成功测试该装置,通过同时植入两个充电器于心脏部位,实现了供电量倍增。初步结果显示,该装置可产生足够电力为心脏起搏器等低功耗医疗设备供电。未来,团队计划优化能量转换效率,并探索为智能手机等更高功耗设备充电的可能性。
该技术有望首先应用于需要持续供电的植入式医疗设备,如心跳监测器、心脏起搏器和心脏复律除颤器,从而避免频繁更换电池的手术风险。长远来看,它可能为可穿戴设备和移动电子产品的无线充电提供新思路。