Nguyễn Tấn Sang
Bán xe 🚗
TPO - Các nhà khoa học đã sáng tạo ra một thiết bị sạc không dây có thể được cấy dưới da. Cho đến nay, nó mới chỉ được thử nghiệm trên chuột, nhưng nếu nghiên cứu tiếp theo ở người thành công, điều đó có nghĩa là các thiết bị cấy ghép y tế sẽ loại bỏ những cục pin và hệ thống dây điện cồng kềnh đi kèm.
Thiết bị sạc không dây có thể cung cấp năng lượng cho bộ cấy ghép và các thiết bị khác bằng cách truyền năng lượng không dây qua cơ thể hoặc thu năng lượng từ chính cơ thể.
Hầu hết các thiết bị điện tử sinh học, chẳng hạn như cảm biến, thường bị giới hạn bởi dung lượng của pin. Chúng cũng có thể thường được nối với nguồn điện bên ngoài - nhưng điều này có nguy cơ gây nhiễm trùng, đặc biệt nếu bệnh nhân cần phẫu thuật để tháo bỏ.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã chế tạo một nguyên mẫu chip sạc không dây có thể cấy dưới da, thử nghiệm trên chuột, có thể truyền năng lượng không dây qua cơ thể hoặc thu năng lượng từ cơ thể.
Bộ sạc không dây đặt dưới da có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế trong cơ thể (Ảnh: D-Keine qua Getty Images)
Các nhà nghiên cứu vừa viết trong một bài báo xuất bản trên tạp chí Science Advances rằng, con chip dưới da mềm và dẻo cũng có thể thích ứng với hình dạng của mô trong quá trình phẫu thuật và nó có khả năng phân hủy sinh học.
Đồng tác giả nghiên cứu Wei Lan, giáo sư điện tử tại Trường Khoa học Vật lý và Công nghệ tại Đại học Lan Châu ở Trung Quốc, cho biết: “Hệ thống cung cấp điện nguyên mẫu của chúng tôi thể hiện một bước tiến quan trọng trong việc phát triển một loạt các thiết bị y tế cấy ghép có khả năng phân hủy sinh học hiệu quả và đáng tin cậy”.
Không giống như pin lưu trữ năng lượng ở dạng hóa học, các siêu tụ điện này lưu trữ năng lượng dưới dạng điện năng. Chúng cũng có mật độ năng lượng cao và có thể phóng ra một lượng lớn năng lượng cùng một lúc, mặc dù chúng lưu trữ ít năng lượng hơn so với pin bình thường.
Ở chuột, bộ pin không dây này hoạt động tới 10 ngày và hòa tan hoàn toàn trong vòng hai tháng - chứng tỏ khả năng phân hủy sinh học của nó, nhưng nó có thể tồn tại lâu hơn nếu nhóm nghiên cứu làm dày lớp sáp và polymer bảo vệ bao quanh hệ thống.
Tuy nhiên, bộ pin sạc không dây này sẽ cần phải vượt qua một số trở ngại trước khi thử nghiệm trên người. Nhóm nghiên cứu cũng chưa thành thạo việc bật tắt thiết bị, chúng chỉ ngừng hoạt động khi hết điện.
Thiết bị sạc không dây có thể cung cấp năng lượng cho bộ cấy ghép và các thiết bị khác bằng cách truyền năng lượng không dây qua cơ thể hoặc thu năng lượng từ chính cơ thể.
Hầu hết các thiết bị điện tử sinh học, chẳng hạn như cảm biến, thường bị giới hạn bởi dung lượng của pin. Chúng cũng có thể thường được nối với nguồn điện bên ngoài - nhưng điều này có nguy cơ gây nhiễm trùng, đặc biệt nếu bệnh nhân cần phẫu thuật để tháo bỏ.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã chế tạo một nguyên mẫu chip sạc không dây có thể cấy dưới da, thử nghiệm trên chuột, có thể truyền năng lượng không dây qua cơ thể hoặc thu năng lượng từ cơ thể.
Bộ sạc không dây đặt dưới da có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế trong cơ thể (Ảnh: D-Keine qua Getty Images)
Các nhà nghiên cứu vừa viết trong một bài báo xuất bản trên tạp chí Science Advances rằng, con chip dưới da mềm và dẻo cũng có thể thích ứng với hình dạng của mô trong quá trình phẫu thuật và nó có khả năng phân hủy sinh học.
Đồng tác giả nghiên cứu Wei Lan, giáo sư điện tử tại Trường Khoa học Vật lý và Công nghệ tại Đại học Lan Châu ở Trung Quốc, cho biết: “Hệ thống cung cấp điện nguyên mẫu của chúng tôi thể hiện một bước tiến quan trọng trong việc phát triển một loạt các thiết bị y tế cấy ghép có khả năng phân hủy sinh học hiệu quả và đáng tin cậy”.
Không giống như pin lưu trữ năng lượng ở dạng hóa học, các siêu tụ điện này lưu trữ năng lượng dưới dạng điện năng. Chúng cũng có mật độ năng lượng cao và có thể phóng ra một lượng lớn năng lượng cùng một lúc, mặc dù chúng lưu trữ ít năng lượng hơn so với pin bình thường.
Ở chuột, bộ pin không dây này hoạt động tới 10 ngày và hòa tan hoàn toàn trong vòng hai tháng - chứng tỏ khả năng phân hủy sinh học của nó, nhưng nó có thể tồn tại lâu hơn nếu nhóm nghiên cứu làm dày lớp sáp và polymer bảo vệ bao quanh hệ thống.
Tuy nhiên, bộ pin sạc không dây này sẽ cần phải vượt qua một số trở ngại trước khi thử nghiệm trên người. Nhóm nghiên cứu cũng chưa thành thạo việc bật tắt thiết bị, chúng chỉ ngừng hoạt động khi hết điện.