處于問題核心的壓電式能量收集技術(shù)

　　處于問題核心的壓電式能量收集技術(shù)

　　僅需更換一塊電池就能避免開心手術(shù)，這是外科專家渴望實(shí)現(xiàn)的愿望之一。 起搏器電池的平均壽命約七年左右，有時(shí)可達(dá)十年。 老年人要應(yīng)付的健康問題已經(jīng)夠多了，因此不必要僅僅為了更換搏器電池就要做這種手術(shù)。 任何外科手術(shù)都會(huì)引起感染、大出血或其它并發(fā)癥。 例如，對(duì)于需要用心臟起搏器矯正心律失常的年輕病人來說，在以后漫長生活中等待他們的將是頻繁的手術(shù)。

　　因此，自供電起搏器長期以來一直是醫(yī)療設(shè)備開發(fā)人員追求的目標(biāo)。 將心跳振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能后為起搏器供電是一個(gè)最受歡迎的方法，也是全球許多研究項(xiàng)目的研究課題。

　　圖 1：KAIST 正在開發(fā)的柔性壓電式發(fā)電機(jī)藝術(shù)想像圖，它將使自供電起搏器成為現(xiàn)實(shí)。 來源：KAIST

　　人的心跳可產(chǎn)生最高 30 Hz 的低頻振動(dòng)。 由于收集器制造材料易碎，因此在如此低頻下一直很難實(shí)現(xiàn)能量收集。 今天的大量研究都是圍繞如柔性高分子納米材料等“智能”材料展開的。 此外，可植入器件需要具有生物相容性，并進(jìn)行多年測試和專門認(rèn)證。

　　同時(shí)，壓電式能量收集技術(shù)一般情況下在外部可穿戴設(shè)備中的潛力很大。 體育設(shè)備和健康監(jiān)視產(chǎn)品便是很明顯的例子。 用于監(jiān)視人們?cè)谂懿健ⅡT自行車和使用體操器械時(shí)的心率和心功能的監(jiān)視器已很普遍。 在醫(yī)療領(lǐng)域，手表、手鏈和補(bǔ)片正在更多地用于監(jiān)視病人的心臟情況、糖尿病或其它慢性病。 最近以來，谷歌眼鏡 （Google Glass） 在醫(yī)療保健領(lǐng)域正表現(xiàn)出一定的潛力。