Forscher von UConn haben herausgefunden, wie man dauerhafte Krankheiten loswird
Implantierbare Tiefenstimulationsgerätedes Gehirns kann vielen Menschen mit neurologischen und psychischen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit helfen, wenn traditionelle Behandlungen versagen, erklären die Wissenschaftler. Herkömmliche Geräte erfordern jedoch einen regelmäßigen Batteriewechsel, was einen Betrieb alle 2-3 Jahre erfordert.
Anstelle einer Batterie wird das neue Gerät konvertierenBewegung der Brust des Benutzers beim Einatmen von Elektrizität. Wenn eine Person ein- und ausatmet, drückt der Brustkorb gegen einen sehr kleinen und dünnen elektrischen Generator, der als triboelektrischer Nanogenerator bezeichnet wird. Dieses Gerät wandelt diese Bewegung in statische Elektrizität um.
Die Vorstellung von Technik erinnert an das Reiben von LuftBall auf das Shirt, um es an die Wand zu kleben. Die Wand und der Ballon haben unterschiedliche statische elektrische Ladungen und haften aneinander. Ladungen aus dem negativeren Material haften an dem positiveren, und im triboelektrischen Nanogenerator erzeugt dies einen Strom, der den Superkondensator auflädt. Letztere speichert Strom, um ein medizinisches Gerät mit Strom zu versorgen und das Gehirn zu stimulieren.
Schema des Experiments und das Funktionsprinzip des Geräts. Bild: Esraa Elsanadidy et al., Cell Reports Physical Science
Die Wissenschaftler testeten das Gerät, indem sie ihre einführtenNanogenerator in ein Schweinemodell, das eine mit einer Pumpe verbundene Tierlunge enthält. Beim Ein- und Ausatmen drückt die Lunge auf den Nanogenerator, wodurch die beiden Schichten im Inneren des Nanogenerators reiben und Strom erzeugen.
Strom fließt durch einen dünnen DrahtAufladen eines Superkondensators, der die Elektronik des Tiefenhirnstimulators mit Strom versorgt, die sich außerhalb der Brust befindet. Tests haben gezeigt, dass der so gesammelte Strom ausreicht, um 60-mal pro Sekunde Impulse zu erzeugen, wie bei den derzeit verwendeten Geräten mit Wechselakku.
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Auf dem Cover: eine Illustration der Bedienung des Geräts. Bild: UConn