Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanodraht macht Rattenherz zum Generator

08.06.2010
Piezoelektrische Stromerzeugung für Implantate interessant

Forscher am Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) haben Ratten piezoelektrische Nanodrähte implantiert. Bei diesem Experiment ist es gelungen, mithilfe der Atembewegung oder des Herzschlags eines Nagetiers Strom zu erzeugen. Dabei sind es die winzigen Verformungen des Drahts durch die körperinterne Bewegung, die ihn zum Nanogenerator machen.

Dass diese Form der Stromerzeugung tatsächlich in einem Lebewesen funktioniert, könnte medizinische Anwendungen ermöglichen, berichtet Technology Review. Denn das Ziel der Wissenschaftler ist letztendlich, allein mit solchen Nanogeneratoren die Stromversorgung beispielsweise von implantierten Blutdruck- oder Blutzuckermessgeräten zu sichern.

Winzige Ströme

Das Team von Zhong Lin Wang, Professor für Materialwissenschaften am Georgia Tech, hatte 2008 Nanogeneratoren aus Zinkoxid-Drähten entwickelt (pressetext berichtete: http://www.pressetext.com/news/081110032/). Solche Nanodrähte wurden nun in Ratten verpflanzt, um die piezoelektrische Stromerzeugung im lebenden Körper in der Praxis zu testen. Ein Nanodraht am Zwerchfell hat dabei durch die Atembewegung einen Strom von vier Pikoampere bei zwei Millivolt Spannung erzeugt.

Mit einem Draht am attenherz wurden 30 Pikoampere bei drei Millivolt erreicht, was für die praktische Anwendung freilich noch zu wenig ist. Denn Nanosensoren zur Blutdrucküberwachung oder der Suche nach Krebs-Biomarkern würden etwa ein Mikrowatt Leistung benötigen. Das ist gut zehn Mio. mal mehr, als der einzelne Draht geliefert hat. Allerdings haben die Forscher bereits einen Generator entwickelt, der mit hunderten Drähten immerhin 0,12 Mikrowatt liefert.

Gängiger Ansatz

"Unser langfristiges Ziel ist es, Nanogeräte für den medizinischen Bereich zu entwickeln, die sich selbst mit Strom versorgen", betont Wang. Dabei auf Piezoelektrik, die Stromerzeugung durch mechanische Verformung, zu setzen, ist ein gängiger Ansatz. Dieser wird auch von anderen Forscherteams verfolgt, wobei teils Materialien zum Einsatz kommen, die leistungsfähiger als Zinkoxid erscheinen. So haben Wissenschaftler an der Princeton University Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) mit einer körperverträglichen Gummimischung verbunden (pressetext berichtete: http://www.pressetext.com/news/100128027/).

Dem Princeton-Teamleiter Michael McAlpine zufolge ist PZT zehn mal effektiver darin, mechanische Verformungen in Strom umzuwandeln als Zinkoxid. Allerdings hat PZT den Nachteil, dass es aufgrund des Bleigehalts sicher in bioverträgliche Materialien eingebettet werde muss, wenn es für Implantate genutzt werden soll. Jedenfalls ist McAlpine vom Forschungserfolg des Wang-Teams beeindruckt. Allerdings betont der Princeton-Professor, dass beide Teams für die praktische Anwendung noch deutliche Fortschritte bei der erzeugten Leistung impantierbarer Generatoren machen müssen.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.gatech.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Der gestapelte Farbsensor
17.11.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Gefragtes Werkstoff-Knowhow: Fraunhofer LBF baut Elastomer-Forschung aus
16.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte