تنفس، منبع انرژی ایمپلنت‌های پزشکی جدید

محمود حاج‌زمان: گروهی از محققان موفق شده‌اند نسل جدیدی از نوارهای ریوی انعطاف‌پذیر تولید کنند. این نوارهای می‌توانند انرژی ناشی از حرکات موزون نفس کشیدن را مهار کنند، و آن را برای تامین نیروی دستگاه‌های تنظیم ضربان قلب یا سایر ابزارهای کاشتنی (ایمپلنت) پزشکی به کار گیرند.

به گزارش پاپ‌ساینس، فناوری نانو راهی برای یکپارچه کردن مواد پیزوالکتریک انعطاف‌پذیر و تسمه‌های سیلیکونی قابل ارتجاع یافته است. به این ترتیب می‌توان موادی ساخت که در عین حالی‌که قابلیت تحمل تغییرشکل‌های ارتجاعی را دارند، انرژی ناشی از این حرکت را نیز جمع‌آوری می‌کنند. پیزوالکتریک‌ها موادی هستند که انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. با این وجود، این مواد چندان خاصیت ارتجاعی ندارند و تحت فشار خرد می‌شوند.

برای ساخت این ماده جدید، محققان دانشگاه پرینستون ابتدا با استفاده از تیتانات زیرکونات سرب، نوارهای پیزوالکتریک موسوم به PZT ساختند. سپس قطعه‌‌ای از یک پلیمر آلی سیلیکونی را برداشتند و آن را کشیدند. آنها نوارهای PZT را به این قطعه سیلکونی کشیده شده اضافه کردند، آنها را به هم بستند و کل مجموعه را به حال خود را رها کردند. هم‌زمان با منقبض شدن لایه سیلیکونی زیرین، PZT دچار کمانش می‌شد. نتیجه کار ساختار موجی‌شکلی بود که به PZT اجازه می‌داد بدون شکستن، منبسط و منقبض بشود.

به گفته سرپرست گروه، مایکل مک‌آلپین، با استفاده از این روش می‌توان سیستم‌هایی ساخت که انرژی حرکات بدنی پیوسته مانند نفس کشیدن را جمع‌آوری کنند. اما قبل از این کار، محققان باید ایمپلنت‌های موجود را برای استفاده از این منبع انرژی جدید سازگار کنند.

50