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

Молекулярные линии на кремнии

News image

СТМ-изображение линий ацетофенона на поверхности кремния. Права на изображение принадлежат ACS. Миниатюризация компонентов микропроцессоров достигается двумя различными ме...

Новый вид воздушного транспорта. Дирижаб

News image

Французкая компания Massaud Studiо в сотрудничестве с Национальным аэрокосмическим агентством Франции ONERA разработала проект гелиевого ди...

Наноспирали оксида кремния

News image

Во многих научных журналах публикуются статьи, в которых учёные синтезируют и описывают всё новые и но...

Боевые роботы в полете

News image

Беспилотные летательные аппараты нередко называют «летающими роботами», но роботами они стали не сразу. Поначалу эти ап...

Honda совершает научный прорыв в области

News image

Стало известно, что компания Honda, совместно с учеными Университета Пурду (Purdue University) и Университета Луисвилла (U...

Что дадут нам нанотрубки

News image

Не исключено, что на основе углеродных нанотранзисторов будут работать процессоры, которые придут на смену кремниевым. В ...

Младшие братья

News image

Возможности наноспутников обсуждали энтузиасты на конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», состоявшейся в Москве 16-17 се...

Нанометрология (nanometrology)

News image

Любой человек в повседневной жизни встречается с необходимостью измерения. Чтобы приготовить вкусный обед, нужно смешать ин...

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...

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...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

Переход через наноАльпы

Готовится к старту самый крупный в России бизнес-проект производства светотехники нового поколения. Без него российский рынок сверхъярких светодиодов будет наполнять до...

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.