Kardiostimulátory jsou jak známo obrovským pomocníkem pro mnoho lidí s chronickým onemocněním srdce. Malými elektrickými výboji stimulují činnost srdečního svalu a zabraňují tak případné arytmii nebo příliš pomalé srdeční akci, po které by hrozilo nedostatečné okysličení některých orgánů. Ani kardiostimulátory a jiná lékařská minizařízení vložená do lidského těla se ale neobejdou bez vlastního napájení v podobě integrované baterie, které jednou dojde „šťáva“. Po několika letech je tedy nutné vyměnit přístroj za nový, plně nabitý.

Kardiostimulátor na rentgenovém snímku

Pacientům s kardiologickým onemocněním ale svitla naděje na lepší časy. Vědci z arizonské univerzity totiž přišli s novým a opravdu funkčním napájením, které využívá přirozeného pohybu svalů v našem těle. Za pomoci speciálního piezoelektrického měniče jej přetváří na elektrickou energii. Vzniknout by tak mohlo jakési umělé „perpetuum mobile”, kdy kardiostimulátor získá potřebnou elektrickou energii ze srdečního pohybu, kterou následně využije na elektrické impulzy, jimiž udržuje budoucí činnost svalu.

Obrázek představuje piezoelektrické nanopásky na pružném gumovém pásku

A jak vlastně tento mikroskopický převodník svalového pohybu vypadá? Základem je malý pružný pásek, na kterém je nanesena tenká vrstva v podobě piezoelektrických nanoproužků (v originálním znění „PZT nanoribbons“ ). Při pohybu svalu využívá měnícího se tlaku působícího na piezoelektrickou látku - hojně využívaný měnič mechanické energie na elektrickou – a vytvořenou elektrickou energii pak může skladovat v malém integrovaném akumulátoru, případně ihned předávat kardiostimulátoru. Tito vědci sice nejsou první, kdo s tímto nápadem v minulosti přišel, jejich měnič už ale generuje dostatečný elektrický proud pro skutečné využití.

Autoři už tuto technologii úspěšně vyzkoušeli na tlukoucích srdcích krav, ovcí nebo prasat. Umístění ale není omezeno pouze na pohybující se srdeční sval, stejně efektivně může tento článek vytvářet elektrickou energii na plicích nebo na bránici, která obstarává naše neustále dýchání.

PZT nanopásky jako senzory buněčné deformace 

"Demonstrujeme zde kompletní, flexibilní a integrovaný systém, který je schopen získávat a skladovat energii z přírozených roztažitelných pohybů srdce, plic a bránice na úrovních, které splňují požadavky pro jejich praktické aplikace", uvedl jeden z arizonských výzkumníků v místních novinách.

Vize tohoto mikroskopického převodníku energie jsou opravdu veliké a vše nasvědčuje tomu, že by mohl být jednou skutečně a hojně využit ve zdravotnictví. Možná ale nejen v této oblasti - pokud by se dalo podobné a větší zařízení připevnit i na tělo pod oblečení, přirozeným pohybem našich svalů bychom mohli vytvořit jakousi ekologickou nabíječku pro naše mobilní telefony, chytré hodinky a podobné přístroje. Nechme se ale překvapit, kam až nás tyto užitečné technologické přírůstky v budoucnosti dovedou.