科學家新技術心臟起搏器 用心跳發電驅動

　　心臟起搏器的工作原理是通過電脈沖來讓使用者的心臟保持擁有穩定的節拍，但是由于受到目前技術的限制，心臟起搏器的電池電量會隨著時間的推移變得越來越弱，而病人最終又不得不再次面對一次手術來更換電池才能繼續維持生命。不過現在心臟起搏器作為一種非常精密又微小的設備，已經可以通過一種全新能量捕獲技術來在某些情況下解決這一電力供應問題。

　　來自美國伊利諾伊州Champaign大學的研究人員已經實現了可以通過人體內器官的運動來汲取能量的方法，并可取代當前起搏器等醫療設備中所依賴的難以更換的電池。

　　研究人員表示這種新技術將采用壓電材料支撐，包括了可以直接連接到動物心臟(牛、羊、豬等)的彈性帶，可以為原先需要電池的醫療器械供電，以避免電池技術缺陷所造成的意外。將搭載新技術的心臟起搏器通過手術嵌入到用戶的心臟上，繼續通過電脈沖讓心臟保持有節奏的滴答聲，并且還將心率監視器和其它相關的醫療設備嵌入到人體中。

　　當然，該團隊并不是第一個嘗試這種方法的研究組織，但是他們卻采用了一種不同的方法。在本周二出版的《美國國家科學院院刊》里的論文中研究人員提到他們采用了柔性帶、以及鋯鈦酸鉛(leadzirconatetitanate)所制成的壓電體，能夠產生多出3到5倍的電流。此外，封裝技術可以保護其不被人體免疫系統所破壞，并且通過了2000萬次的保持彎曲彈性的測試。柔性條也比一般偏硬的電子設備更適合實際應用。

　　“心率監測儀、心臟起搏器、除顫器、神經機器等等，它們都需要電池進行供電。而通過自體收集電力的方式，有著相當大的吸引力，并且將會成為未來生物醫學的必備設備類型。”研究人員表示。“在這里，我們還展示了一套完整靈活的集成系統，能夠收集來自心臟隔膜和肺部收縮和放松等自然運動的能量。”

　　壓電材料目前已經被廣泛的應用到了各個領域，從傳感器到小喇叭，都能夠看到它的身影。壓電材料具有在壓縮時可以產生電壓，或者可以加載電壓的特性使用起來非常方便。這意味著壓電設備可以被當作物理傳感器使用，因為它們可以把壓力轉換成可以測量的電信號。

　　這種技術在人體之外同樣可以正常工作。而這將非常有可能被用于可穿戴設備領域。盡管通過人類運動產生的機械能更有可能轉化為其它能量而非設備所使用的電能。

　　而如何捕獲這些能量也是相關研究人員需要深入研究的問題，而這些能量最終都可能被應用到傳感器或其它小型電子設備上。而通過諸如熱能、沖擊波、震動和化學反應等方式同樣可以成為能量來源。

　　而最近來自荷蘭的Holst研究中心實驗室的研究項目則是另外一個很好的例子。該實驗室正在研究通過采集汽車在發動后從輪胎壓力傳感器中獲得的能量通過無線網絡傳輸到汽車的控制臺，來實現對中控裝置的供電。