Rengeteg olyan mozgás létezik szerveztünkben, amelyet megfelelő eszközökkel elektromosság termelésére lehetne használni. Ennek kiaknázása a célja az Illinois-i Egyetem kutatóinak is, akik élő szarvasmarhákon, disznókon és juhokon teszteltek olyan orvosi implantátumokat, amelyeket a szív, a tüdő és a rekesz mozgásai látnak el energiával. A John Rogers vezette kutatócsoport abban reménykedik, hogy módszerükkel a jövőben olyan szívritmus-szabályozók, cochleáris implantátumok és szívmonitorok hozhatók létre, amelyek a beültetést követően nem igényelnek több műtétet, mivel sosem kell amiatt aggódni, hogy akkumulátoruk lemerül.
A szakértők által kreált műszerek a piezoelektromos hatás révén termelnek energiát, vagyis a bennük elhelyezett kristályrácsos anyag fizikai deformálódásának hatására fejlődik rajtuk feszültség. A kutatócsoport ehhez ólom-cirkonát-titanátból készített nanoszalagokat, amelyeket aztán egy flexibilis szilikon alapra erősítettek. A rendszer egy szintén beültetésre kerülő akkumulátorhoz csatlakozik.
„Nagyon érdekesnek tartom azt az elképzelést, hogy a belső szervek mozgásai révén próbáljunk energiát termelni” – mondja Rogers. „A dolog kulcsa, hogy mindezt jó hatásfokkal kell megoldani, és el kell érni, hogy a kimenő teljesítmény ténylegesen használható legyen a kívánt célra.”
A kísérletek során a legnagyobb kihívást az jelentette, hogy megtalálják az ideális helyet az implantátumok számára. Olyan pozíciót kellett találni, amely mellett kellő mértékben mozogni tudnak a nanoszalagok, ugyanakkor a szilikon tapasz nem akadályozza a szerv mozgását. A szíven ilyennek bizonyult például a kamrák külső felülete.
Bár korántsem ez az első hasonló kezdeményezés, a szakértők több ponton is túlszárnyalták a korábbi kísérletek eredményeit. Rendszerük a jelenlegi elrendezésben négyzetcentiméterenként 0,2 mikrowatt előállítására képes, ami elegendő a jelenleg használatos pacemakerek üzemeltetéséhez. Ha pedig nagyobb teljesítményre lenne szükség, a nanoszalagok a mostani elosztásnál jóval sűrűbbre is pakolhatók, így elviekben ez sem jelent problémát.
Ami azonban talán a legnagyobb előrelépést jelenti a területen, hogy Rogers és társai az elsők, akik emberhez hasonló méretű állatokon tesztelték a technológiát. A következő időszakban azt vizsgálják majd, hogy a tesztalanyok hosszabb távon hogyan viselik a beültetett piezoelektromos generátorok jelenlétét, majd ha minden jól alakul, jöhetnek az emberi tesztek.
