محققان با استفاده از نانوروبان‌های زیرکونات تیتانات (PZT) نانوژنراتوری ساختند که قادر به تامین انرژی مورد نیاز اندام‌های مصنوعی کاشته شده در بدن است.
نانوژنراتوری برای تامین انرژی ادوات کاشتنی در بدن
پژوهشگران دانشگاه ایلینویز، موفق به ساخت نانوژنراتوری شدند که از طپش قلب، جریان الکتریکی تولید می‌کند. این دستگاه کوچک می‌تواند حرکت اندام‌هایی نظیر ریه را نیز به الکتریسیته تبدیل کند. در این نانوژنراتور از نانوروبان‌های پیزوالکتریک استفاده شده‌است. این دستگاه می‌تواند انرژی اندام‌های مصنوعی کاشته شده در بدن را تامین کند.
ادوات کاشته شده در بدن نظیر قلب مصنوعی نیازمند باتری‌های بسیار کوچک و کارایی هستند تا بتوانند به مدت طولانی در بدن دوام داشته باشند. طی چند سال گذشته ابعاد این باتری‌ها به شدت کوچک شده و کارایی آنها افزایش یافته است. با این حال بیماران باید بعد از چند سال دوباره جراحی شوند تا باتری جدید جایگزین باتری قدیمی شود.
جان روگر و همکارانش موفق شدند تا با استفاده از نانوروبان‌های زیرکونات تیتانات (PZT) نانوژنراتور جدیدی بسازند. PZT یک ماده پیزوالکتریک بوده که دارای ثابت دی‌الکتریک بالایی است. این ماده برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی بسیار ایده‌آل بوده و یکی از ویژگی‌های مثبت این ماده، انعطاف‌پذیری و مقاومت بالای ساختاری آن است.
ضربات قلب، حرکت ریه و پرده دیافراگم موجب حرکت این ماده شده که در نهایت، این حرکت به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. نکته جالب توجه در این نانوژنراتور آن است که مقدار انرژی تولید شده توسط آن بیشتر از انرژی مورد نیاز اندام‌های کاشته شده در بدن است. یکی از پتانسیل‌های استفاده از این نانوژنراتور آن است که می‌توان از آن برای تامین انرژی دستگاه کنترل‌کننده وضعیت سلامت استفاده کرد.
محققان ایلینویز تایید کردند که این دستگاه با بسیاری از اندام‌های بدن قابل انطباق است و این موضوع را روی مدل‌های حیوانی در آزمایشگاه کنترل کرده‌اند. برای مثال این نانوژنراتور روی قلب، ریه و دیافراگم خوک و گاو تست شده‌است.
برای ساخت این دستگاه محققان از لایه ۵۰۰ نانومتری PZT استفاده کردند که میان دو الکترود به‌صورت ساندویچی قرار گرفته است. یکی از الکترودهای آن از جنس پلاتین و تیتانیوم و دیگری از جنس طلا و کروم است. ۱۲ عدد از این ساختارها به‌صورت موازی هم قرار داده شده تا بتواند انرژی موردنظر را ایجاد کند.
