Zhong Lin Wang az apró generátorral

Erről a szervezetbe applikálható miniatűr szerkentyűről, amelyet az atlantai Georgia Műszaki Kutatóintézetben dolgozó Zhong Lin Wang fejlesztett ki, a New Scientist nevű tudományos folyóirat számolt be. A nanomérnök (ma már ilyen szakma is létezik) találmányához a miniatürizáláson kívül a piezoelektromosság jelenségét használta fel: tehát azt, hogy bizonyos anyagok összenyomása és nyújtása elektromos feszültséget generál, azaz a mechanikus energia árammá transzformálható át.

Zhong ilyen piezoelektromos tulajdonsággal rendelkező, mikroszkopikus nagyságú, cink-oxidos vezetékeket helyezett olyan flexibilis anyagba, polimerbe ágyazva, amelyben a drótok minden irányban szabadon görbülnek. Az egészet parányi védőpajzzsal vette körül, amely ellenáll a szöveti folyadék károsító hatásának, illetve kiszűri a szervezet egyéb „háttérzajait”.

Amintegy kétmilliméter vastag, 5 milliméter széles, négyszögletes műszert először a rekeszizomhoz erősítette. A rekesz minden légvételnél megfeszül, melynek következtében a mikrogenerátorban 4 pikoamper áram termelődött. A készüléket továbbfejlesztették, és az áramfejlesztőt mozgó patkányszívre ültették. Ekkor már 30 pikoampert nyertek. Ennyi energia elég ahhoz, hogy „hajtsa” a testbe helyezett, apró érzékelőket, a vérnyomás- és vércukormérésre használt szenzorokat. Ezeknek a érzékelőknek az energiaigénye minimális, azért is, mert nem működnek, mérnek folyamatosan, és ez tovább csökkenti a felhasználandó árammennyiséget.

Mivel a folyamatosan fejlesztett mikrogenerátor a minden irányból érkező és minden frekvenciájú mechanikus mozgást hasznosítani képes, az így nyert energia hasznosítási lehetőségének tárháza egyre bővült. A közel jövőben gyakorlatilag minden szervezeten belüli mozgás felhasználhatóvá válhat.

Az igazsághoz hozzá tartozik, hogy a test mozgásának elektromos árammá alakítására korábban is voltak sikeres példák. A NASA egyik háttérintézményében, a clevelandi Glenn Kísérleti Központban nyulak lábizmaihoz szerelt piezoelektromos eszközzel termeltek annyi áramot, amely elegendőnek bizonyult ugyanarra az izomra szerelt érzékelők működtetésére. Ennek az volt a hátránya, hogy áramtermeléshez az izomnak igen nagy mozgást kellett végeznie.

Azonban a szívdobbanások felhasználása elektromos energiaforrásként igazi áttörés lehet. Ahogy a New Scientistnek nyilatkozó Xudiong Wang, aWisconsin-Madison Egyetem na no mérnöke elmondta, kis amp litúdójú, akaratlan mechanikus izommozgást hasznosító „belső” mikrogenerátort most próbáltak ki először „in vivo” élő szervezetben. Nemsokára kiderül, hogy az emberi szív is képes-e ilyen generátort működtetni.