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Produrre energia dal battito di un cuore

Produrre energia da un cuore

La tecnologia

I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno presentato un minuscolo, quasi invisibile apparecchio in grado di convertire l'energia della pulsazione, flettendo i muscoli nel corpo di un topo e trasformandola in corrente elettrica. Il loro micro (o meglio nano) generatore potrebbe un giorno condurre a protesi mediche e sensori alimentati da battiti cardiaci o respiratori.

Si chiama Live Wire ed è composto da nanocavi di ossido di zinco e può essere collegato al cuore di un topo, producendo corrente elettrica ad ogni battito.

Come viene prodotta l’elettricià

Sotto stress meccanico i nano fili producono energia elettrica. Questi generatori risalgono al 2005, presentati da un professore di scienze dei materiali e ingegneria Zhong Lin Wang, del Georgia Institute of Technology e il suo team. Da allora gli sviluppi hanno fatto passi da gigante, integrando i nanocavi anche con celle solari.

Nel loro ultimo lavoro, pubblicato sulla rivista Advanced Materials, il team di Wang dimostra che il nano generatore può operare all'interno di un animale vivo. Il dispositivo inserito nel corpo di un topo ha generato da 30 picoamperes di corrente a tre millivolt.

L'ossido di zinco sarebbe una fonte di alimentazione ideale per i sensori su scala nanometrica che controllano la pressione arteriosa o di glucosio e di estrema utilità anche per individuare biomarcatori tumorali.

"Il nostro obiettivo finale è quello di rendere i dispositivi nano autoalimentati per applicazioni mediche", ha detto Wang a proposito dei nuovi esperimenti in corso.

La potenza generata attualmente dal dispositivo è di gran lunga troppo bassa per essere impiegata in modo pratico. Ma questo problema dovrebbe essere presto risolto. Mentre i ricercatori hanno testato soltanto un unico dispositivo nanowire all'interno di un ratto, hanno anche sviluppato un dispositivo che integra centinaia di nanocavi, in sostanza si tratta di riuscire a sfruttare un unico dispositivo aumentando la quantità di nanocavi e di conseguenza anche la potenza energetica generata. Questo dispositivo, che i ricercatori hanno recentemente riportato sulla rivista Nature Nanotechnology, fornisce una corrente di uscita di circa 100 nanoamperes a 1,2 volt, producendo 0,12 microwatt di potenza.

Le applicazioni in campo medico

Al posto dell’ossido di zinco si stanno sperimentando composti di piombo, zirconio e titanio, 10 volte più efficienti dell’ ossido di zinco nella conversione in corrente elettrica in presenza di stress meccanico., potendo così garantire l’alimentazione di impianti medici come ad esempio caricare un pacemaker.

Va detto però che questo materiale non è stato ancora testato su animali. Qui, l'ossido di zinco potrebbe avere un vantaggio sui nuovi composti di piombo, zirconio e titanio perché è biocompatibile, a differenza di questi ultimi che per essere utilizzati dovrebbero essere rivestiti di silicone o in un altro polimero biocompatibile che non danneggi le strutture interne del corpo o che rischi di essere rigettato.

Risolti i problemi di biocompatibilità rimane la sfida più ardua, riuscire a produrre energia sufficiente per far funzionare apparecchi biomedicali senza l’utilizzo di energia esterna, niente batterie, niente necessità di elettricità proveniente dall’esterno. Tutti gli apparecchi vitali per il nostro corpo saranno alimentati autonomamente rendendo la vita dei pazienti molto più autonoma e serena rispetto a quanto accade ora. (da Technologyreview)

 

 

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