News image News image News image News image News image News image News image News image


Генерация переменного тока с использованием мышечных сокращений
Новости и технологии - Наноматериалы

генерация переменного тока с использованием мышечных сокращений

Для работы многих биомедицинских приборов, функционирование которых предполагает использование прибора внутри пациента (например, ими могут быть кардиостимуляторы и т.п.), остро встает вопрос о снабжении прибора энергией. Эту проблему можно решить двумя способами – разработать достаточно энергоемкие носители, которые бы могли устойчиво питать прибор энергией в течение долгого времени, и «научить» приборы собирать энергию из окружающего организма, например, использовать механическое движение мышц и конвертировать его в электрическую энергию. Американские ученые из Технологического института Джорджии разработали технологию, позволяющую получить переменный ток за счет мышечного сокращения и опробовали эту технологию in vivo на крысах.

Пьезоэлектрическая нанонить (ZnO, диаметр 100-800 нм, длина 100-500 микрон) была прикреплена боковой стороной к субстрату (мышце), и сокращение мышцы вызывало деформацию нанонити, причем в случае периодических механических колебаний во внешней цепи реализовались периодические колебания тока. Это устройство было названо однонитевым генератором (ОНГ), и в дальнейшей работе применялись именно таких ОНГ переменного тока (на рис.1(c) приведена ВАХ ОНГ, соответствующая контакту Шоттки).

Первая группа опытов была связана с внедрением ОНГ в диафрагму крысы. На рис. 1 приведена фотография имплантированного в диафрагму (а) и сердце (b) ОНГ, а также типичная зависимость тока от времени (d). При помощи респиратора была задана частота сокращений мышц диафрагмы (110 сокращений в секунду). На рис.2 приведены зависимости тока короткого замыкания и напряжение холостого хода от времени для прямого и обратного подключения ОНГ. Можно заметить, что первый пик сигнала обладает меньшей полушириной. чем второй. Это объясняется особенностями дыхательного процесса крысы: вдох менее протяжен по времени, чем выдох. В отсутствие респиратора эти закономерности сохранялись, но дыхание было более редким и глубоким, что отразилось на максимальной интенсивности профиля тока и напряжения (рис.3). Еще некоторые закономерности дыхания нашли свое отражение в профиле зависимости тока от времени: при использовании респиратора относительная разница между временем вдоха и выдоха больше, чем без него. На рис.2 можно видеть модуляцию амплитуды колебаний. Авторы исследования связывают ее с интерференцией «собственного» дыхания, вызванного физиологическими причинами, и частоты, генерируемой респиратором.

Вторая группа экспериментов представляла собой внедрение ОНГ в сердечную полость и прикрепление его к сердечной мышце (рис.4). Можно отметить, что полученные зависимости демонстрируют сложную природу сердечных сокращений, в частности, наличие двух пиков в периоде отражает две систолы цикла сердечной мышцы.

Оригинальная статья Muscle-Driven In Vivo Nanogenerator была опубликована 5 мая в Advanced Materials

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Нанобетон: мифы и реальность

News image

· В настоящее время, после того как с телеэкранов было объявлено о приоритетном развитии нанотехнологий, эт...

Нанотехнологии на вашей кухне

News image

О потенциальной опасности традиционных антипригарных покрытий и подобных им PTFE-покрытий в России начали писать в на...

Химический слой спасёт ваши носки от нам

News image

Практически любую поверхность или ткань можно сделать водонепроницаемой, но в то же время позволить ей ды...

Фотонные нанокристаллы – лучший теплоизо

News image

Вакуум не только является проблемой космических путешественников, но и является одним из лучших теплоизоляторов в пр...

Британская сертификационная организация

News image

Нанозвездочки оксида ванадия. Британская неправительственная организация Soil Association, занимающаяся сертификацией органических продуктов, отказалась сертифицировать продукты, содержащие ис...

Теплопередача в графене больше, чем ожид

News image

В лаборатории IBM были проведены исследования теплопередачи между графеном и подложкой, на которой сформировано графеновое ус...

Имитация кимберлита

News image

Алмаз — абсолютно незаменимый материал в самых разных областях человеческой деятельности, начиная от ювелирной и об...

Германия: нанотехнологии улучшают автомо

News image

Германское Министерство, курирующее исследовательские работы, объявило о намерении инвестировать 38 миллионов евро в программу NanoMobil. Це...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Светодиоды: реальная угроза рынку света

Cветотехнический рынок уже давно поделился две группы. Первая — те, кто продвигает лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы. Вторая же гр...

Создан пластик для солнечных батарей

Как сообщает портал Earth & Sky, создан пластик, который способен применяться в солнечных батареях. Ученые, рабатющие над созданием нового вида со...

Немецкий лазерный пинцет удостоен американской премии

Немецкая компания JPK Instruments (Берлин) была удостоена американской премии Prism Award for Photonics Innovation. Всего международное жюри оценивало более 135 прод...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.