تیمی از محققان مؤسسه علم و فناوری کره (KIST) و دانشگاه Korea موفق به توسعه یک گیرنده فراصوتی زیست‌سازگار شده‌اند که می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی را به صورت بی‌سیم حتی از طریق آب شارژ کند.
به گزارش تکناک، این فناوری نوین، افق‌های جدیدی را در حوزه الکترونیک‌های پزشکی قابل کاشت و سامانه‌های زیردریایی باز کرده است و گامی مؤثر در مسیر تجاری‌سازی شارژ بی‌سیم مبتنی بر فراصوت به حساب می‌آید.
با رشد فزاینده نیاز به تجهیزات پزشکی کاشتنی و دستگاه‌های الکترونیکی زیرآبی، لزوم تأمین انرژی مداوم و پایدار به یکی از اولویت‌های اصلی پژوهشگران تبدیل شده است. روش‌های رایج شارژ بی‌سیم مانند القای الکترومغناطیسی یا سامانه‌های مبتنی بر امواج رادیویی که در گوشی‌های هوشمند و ایربادها استفاده می‌شوند، با چالش‌هایی نظیر برد محدود، بازده پایین در بافت‌های زیستی و حساسیت نسبت به تداخل‌های الکترومغناطیسی مواجه هستند.
(راست) نمودار بلوکی جامع از این دستگاه.
در این میان، فراصوت به عنوان گزینه‌ای مطمئن و سازگار با بدن انسان مطرح شده است، چرا که کمتر در بدن جذب می‌شود و آسیبی به بافت‌ها نمی‌زند.
دستگاه جدید شارژ بی‌سیم از طریق آب که توسط دکتر Sunghoon Hur و تیم او طراحی شده، از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار بوده است و حتی در حالت خمیده نیز عملکرد خود را حفظ می‌کند. این گیرنده فراصوتی با انطباق کامل با انحنای بدن انسان، نه‌تنها کاستی‌های فناوری‌های فعلی را پوشش می‌دهد، بلکه سازگاری زیستی بالایی نیز دارد.
همچنین این تیم تحقیقاتی توانستند با استفاده از این فناوری، شارژ بی‌سیم باتری را از طریق امواج فراصوت به طور عملی نشان دهند؛ گامی که می‌تواند مسیر ورود این فناوری به بازارهای تجاری را هموار سازد.
محققان با استفاده از مواد پیزوالکتریک با کارایی بالا و طراحی ساختاری منحصربه‌فرد، موفق شدند راندمان تبدیل انرژی را نسبت به نمونه‌های مرسوم، به شکل چشمگیری افزایش دهند. آنها گیرنده‌ای طراحی کردند که علاوه بر کشسان بودن، قابلیت قرارگیری دقیق روی سطح پوست را دارد و توانستند از فاصله ۳ سانتی‌متری در زیر آب، ۲۰ میلی‌وات توان و از عمق ۳ سانتی‌متری زیر پوست، ۷ میلی‌وات توان انتقال دهند. این مقدار برای تأمین انرژی مداوم دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت یا پوشیدنی‌های کم‌مصرف کافی است.
نتایج این پژوهش می‌تواند نقش مهمی در تسریع تجاری‌سازی فناوری شارژ بی‌سیم مبتنی بر فراصوت برای کاربردهای زیردریایی و پزشکی ایفا کند. به‌ویژه این فناوری می‌تواند راهکاری ایمن و پیوسته برای تغذیه تجهیزاتی مانند ضربان‌سازهای قابل کاشت، تحریک‌کننده‌های عصبی و حسگرهای پوشیدنی ارائه دهد. همچنین انتظار می‌رود که این فناوری در پهپادهای زیردریایی و حسگرهای دریایی که به انرژی درازمدت نیاز دارند نیز کاربرد داشته باشد.
دکتر Sunghoon Hur در این‌باره گفت: «ما با این تحقیق نشان دادیم که فناوری انتقال انرژی بی‌سیم از طریق فراصوت، کاربرد عملی دارد. برنامه ما، ادامه تحقیقات برای کوچک‌سازی و تجاری‌سازی این فناوری است تا بتوانیم آن را به استفاده عملی نزدیک‌تر کنیم.»
نتایج این تحقیق در مقاله‌ای با عنوان «گیرنده فراصوتی منطبق با بدن برای انتقال مؤثر و پایدار انرژی بی‌سیم در شارژ پوستی عمقی» منتشر شده، که توسط گروهی از محققان شامل Iman M. Imani، Hyun Soo Kim، Minhyuk Lee و سایر همکاران تهیه و در تاریخ ۲۶ مارس ۲۰۲۵ در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.
