在電子設(shè)備日益普及的今天，特別是在人體內(nèi)部及水下應(yīng)用場景中，安全穩(wěn)定的供電方案顯得尤為重要。傳統(tǒng)電磁感應(yīng)和射頻(RF)無線充電技術(shù)因能量傳輸效率低、有效距離短且易干擾周邊電子設(shè)備而難以滿足這些特殊需求。為突破這一瓶頸，韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)與高麗大學(xué)的研究團隊正積極探索超聲波技術(shù)的潛力。
該團隊利用先進壓電材料成功研制出柔性超聲波接收器，其獨特之處在于即便在彎曲狀態(tài)下也能保持正常工作，緊密貼合皮膚等曲面。實驗證明，該設(shè)備不僅能穿透3厘米水深傳輸20毫瓦功率，還能穿透相同厚度的人體組織傳輸7毫瓦功率，足以驅(qū)動可穿戴傳感器或微型植入裝置。這一創(chuàng)新不僅為醫(yī)療植入物和表皮穿戴設(shè)備提供了全新的供電方式，還顯著延長了植入設(shè)備的使用壽命，降低了頻繁更換電池帶來的手術(shù)風(fēng)險。
此外，研究團隊還在超聲驅(qū)動的摩擦電納米發(fā)電機(US-TENG)領(lǐng)域取得了重要進展。他們研發(fā)的介電-鐵電增強型US-TENG(US-TENGDF-B)通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了更溫和的超聲波遠距離高效供電。測試表明，該裝置在35毫米距離外充電時能產(chǎn)生26伏電壓，輸出功率達6.7毫瓦，其優(yōu)異的柔韌性使其適用于人體曲面部位或人工心臟等植入設(shè)備。
超聲波技術(shù)的這一系列突破為低功耗電子設(shè)備提供了更為安全可靠的供電方案，未來有望廣泛應(yīng)用于心臟起搏器、神經(jīng)刺激器、水下傳感器及無人機等設(shè)備中。隨著技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，超聲充電有望成為生物電子學(xué)和海洋科技領(lǐng)域的重要能源解決方案，開啟電子設(shè)備供電的新篇章。
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