Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gummi-Antrieb für Herzschrittmacher

28.01.2010
Biokompatibler piezoelektrischer Generator verspricht hohe Effizienz

Ingenieure an der Engineering School der Princeton University haben eine Gummifolie entwickelt, die auf piezoelektrischer Basis - also durch mechanische Verformung - Strom erzeugt. Denkbar wäre beispielsweise, damit aus den natürlichen Bewegungen des menschlichen Körpers Energie zum Betreiben von Implantaten wie Herzschrittmachern zu erzeugen.

Den Forschern ist es erstmals gelungen, Nanofäden aus dem keramischen Material Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) mit einer dehnbaren, körperverträglichen Gummimischung zu verbinden. Diese Lösung verspricht auch eine hohe Stromausbeute. "PZT ist 100 mal effizienter als Quarz, ein ebenfalls pioezoelektrisches Material", sagt Michael McAlpine, Professor für Maschinenbau und Raumfahrttechnik in Princeton.

Material-Durchbruch

Piezoelektrische Materialien sind als Sensoren, Aktuatoren oder Energiequellen bereits bewährt. "Die Kristallisation dieser Materialien benötigt für maximale Leistungsfähigkeit aber hohe Temperaturen, die sie inkompatibel zu hitzempfindlichem Plastik und Gummi machen", so die Princeton-Ingenieure im Fachjournal Nano Letters. Eben diese Einschränkung könne mit ihrer gut skalierbaren Fertigungsmethode überwunden werden. Die entstehenden "Piezo-Gummi-Chips" könnten Durchbrüche bei der Energieversorgung implantierter Geräte möglich machen.

"Diese Geräte könnten in den Körper eingepflanzt werden, um medizinische Implantate dauerhaft zu betreiben. Es käme nicht zu einer Abstoßung", meint McAlpine. Langfristig sei es laut Princeton University denkbar, mit einer auf die Lunge aufgebrachten Folie die Atembewegung zu nutzen, um einen Herzschrittmacher zu betreiben. Freilich kann das Material auch für alltäglichere Zwecke genutzt werden - beispielsweise bei Laufschuhen, die Unterhaltungselektronik mit Strom versorgen.

Gängiges Konzept

Die Idee, die menschliche Bewegung mittels piezoelektrischen Materialien in Strom umzusetzen, ist freilich nicht neu und wird bereits kommerziell und für militärische Anwendungen verfolgt. So strebt ein britisches Projekt an, dass Soldaten schon beim Marsch die Akkus ihrer elektronischen Geräte aufladen (pressetext berichtete: http://www.pressetext.com/news/090729003/).

Projektleiter Andrew Bell, Direktor des Instituts für Materialforschung an der University of Leeds http://www.leeds.ac.uk , gibt sich bezüglich der Princetoner Entwicklung gegenüber pressetext etwas skeptisch. "Quarz ist eigentlich ein sehr schlechtes Material für die Energieumwandlung", kritisiert er den vorgebrachten Vergleich. Auch verweist Bell darauf, dass es bereits Verbindungen piezoelektrischer Materialien mit flexiblen Kunststoffen gibt, beispielsweise beim Unternehmen Smart Material http://www.smart-material.com . Allerdings wird dort mit Polyimid ein hitzebeständiger Kunststoff genutzt.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://engineering.princeton.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Ein Quantensprung in der Herzdiagnostik
22.09.2017 | Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum - Herz- und Diabeteszentrum NRW Bad Oeynhausen

nachricht Bypass – Lebensbrücke für das Herz; keine Angst vor der Herz-Operation
21.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops