Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Работа корейского Института фундаментальных наук (IBS) и шести партнёров вышла в Nature Electronics 25 сентября 2026 года
Носимый передатчик и растяжимый приёмник на жидком металле, связанные схемой с PT-симметрией, передают энергию мягкому импланту с КПД выше 50% при деформации 30% и смещении 30 мм. Систему проверили как беспроводной кардиостимулятор на кроликах и свиньях, говорится в статье в Nature Electronics от 25 сентября 2026 года.
Передатчик — носимый автогенератор на литий-ионной батарее 11 В. Цепь обратной связи в нём в реальном времени подстраивает частоту, чтобы резонанс не сбивался.
Приёмник — мягкий имплант: дорожки из меди и жидкого металла на подложке из стирол-бутадиен-стирольного эластомера (SBS), электроды стимуляции — композит серебряно-золотых нанопроволок и SBS. Имплант выпрямляет принятое напряжение и питает электроды. Растяжимый проводник, по словам авторов, снижает потери на сопротивлении при деформации.
В классической индуктивной передаче генератор работает на фиксированной частоте, на которую заранее настроены оба LC-контура. Высокая добротность нужна для КПД, но сужает полосу: небольшой уход собственной частоты резко снижает мощность. Авторы называют три причины расстройки: несоосность катушек, деформацию конструкции и изменение импеданса нагрузки. Смещение меняет коэффициент связи, растяжение катушки — её индуктивность. При сильной связи резонансная кривая ещё и расщепляется на два пика, и на исходной частоте передача проваливается.
Чётно-временная симметрия (parity–time, PT) решает задачу иначе. Активная схема передатчика создаёт отрицательное сопротивление — «усиление», равное потерям в приёмнике с нагрузкой. При достаточной связи собственные частоты такой пары вещественные: ω = ω₀ ± √(κ² − γ²), где κ = kω₀/2 — скорость связи (k — коэффициент связи), γ — скорость потерь приёмника с нагрузкой. Нелинейный автогенератор сам выходит на одну из них и следует за ней при изменении связи и индуктивности, а амплитуды напряжений на передатчике и приёмнике остаются равными. Предел метода — порог связи: при κ меньше γ симметрия нарушается и КПД падает.
Изгиб, наклон и поворот приёмника проверили на одном образце. На животных базой сравнения служила обычная схема на преобразователе отрицательного импеданса (negative impedance converter, NIC).
По данным DailyVet, в опытах стимулировали левый и правый желудочки в нескольких точках и прекращали вызванную желудочковую тахикардию учащающей стимуляцией.
Стадия: опытный образец, доклинические испытания на кроликах и свиньях. Ограничения: на людях систему не испытывали. По данным Electronics For You, до клиники нужно подтвердить долговременную работу и безопасность.
«Работа началась с практического вопроса: как надёжно питать беспроводной имплант в теле, которое постоянно движется?» Дэ Хён Ким (Dae-Hyeong Kim), старший автор статьи, Центр исследований наночастиц IBS и Сеульский национальный университет; цитата по Tech Xplore, перевод inner.su
«Работа началась с практического вопроса: как надёжно питать беспроводной имплант в теле, которое постоянно движется?»
У кардиостимулятора связь с внешним передатчиком меняется постоянно: сердце всё время сокращается.
В 2022 году часть авторов из IBS, Сеульского национального университета и Университета Кёнхи описала в Science Advances PT-симметричную схему с дополнительными «нейтральными» резонаторами: зона, где коэффициент передачи напряжения близок к единице, выросла примерно с 10 до 30 мм бокового смещения. Приёмники тогда были жёсткими и гибкими, в новой работе приёмник растяжимый, а проверка доведена до опытов на животных.
При деформации катушек генератор с фиксированной частотой теряет КПД тем сильнее, чем выше добротность контуров. Альтернатива — источник, который сам возбуждается на собственной частоте связанной пары, но и его диапазон ограничен порогом связи, то есть геометрией катушек. Для питания датчиков на подвижных узлах задача похожая, хотя такие применения авторы не проверяли. Как уход частоты от резонансной снижает ток в контуре, видно в тренажёре цепи переменного тока RLC.
Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.
Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.