Je leest:

Energie winnen uit je hartslag

Energie winnen uit je hartslag

Auteur: | 16 juli 2010

Het was Amerikaanse wetenschappers al eerder gelukt om stroom te winnen uit kleine lichaamsbewegingen, maar nu is ook aangetoond dat het principe in levende ratten werkt. Binnenkort zijn pacemakers niet meer alleen; deze ontdekking maakt de weg vrij voor inwendige sensoren op elektriciteit.

Je lichaam produceert een hoop overtollige energie, elke beweging gebruikt meer energie dan strikt noodzakelijk. Meestal wordt dit als hitte afgevoerd, maar professor Zhong Lin Wang van de Amerikaanse universiteit Georgia Tech wil deze extra moeite graag opvangen en nuttig gebruiken.

Hiervoor gebruikten zijn onderzoekers een plastic chip met nanodraden van zinkoxide, die piëzo-elektrisch zijn. Dat wil zeggen dat ze een klein stroompje genereren als ze worden uitgerekt of ingedrukt. In een bedje van flexibel polymeer sloten ze de uiteinden van een 100 nanometer dikke en 200 micrometer lange nanodraad aan op een stroom metertje.

Als de draad wordt vervormd, produceert hij een minuscuul stroompje van maximaal 50 mV. Een gewone AA batterij geeft zo’n 1,5 Volt, evenveel als dertig van deze draadjes.

Dat het principe van deze nanogeneratoren werkte, bewezen ze al eerder dit jaar in het lab. Handmatig in de chip knijpen leverde kleine stroompjes op, alsook de bewegingen van een rennende hamster die een vestje aanhad met een chip erin. Maar Wang wil nog verder gaan: de chip moet ín een lichaam werken om daar toekomstige micro-elektronica van energie te kunnen voorzien.

Daarom hebben de wetenschappers nu een chip met één nanodraad erop in een levende rat geïmplanteerd. De ene kant van de chip plakten ze vast aan het hart van het beestje, de andere kant aan de orgaanholte, zodat bij elke hartslag de nanodraad 0,05% tot 0,1% werd uitgerekt. Dit leverde per hartslag zo’n 3 mili Volt en 30 pico Ampére op. In het filmpje zie je het experiment in actie.

Het principe is nu ook in vivo bewezen en gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials. Maar met 3 mV kun je natuurlijk nog niet veel. De volgende stap is om hetzelfde te doen, maar dan met een chip met duizenden nanodraadjes. Ook dat is ‘droog’ al eerder gelukt: de onderzoekers schakelden ruim tweeduizend van deze nanodraden in serie aan elkaar, zoals de sporten van een ladder. Hiermee lukte het om voltages van 1,25 tot 2,4 volt op te wekken. Dat is genoeg om een simpele mp3 speler een paar uur op te laten werken.

Daarnaast laad je een geïmplanteerde batterij natuurlijk de hele tijd opnieuw op, dus zou je er nog veel langer mee kunnen doen. Maar een pacemaker laten draaien op energie uit je hartslag, lijkt wat minder handig. Gelukkig lukte ditzelfde experiment ook door gebruik te maken van de ademhalingsspieren.

Bron:

Z. Li e.a., Muscle-Driven In Vivo Nanogenerator, Advanced Materials (5 mei 2010, online). DOI:10.1002/adma.200904355

Meer over energie op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/energie/index.atom?m=of", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 juli 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.