L'équipe a développé un moyen de recharger une batterie à distance, comme celui d'un stimulateur cardiaque, à l'aide d'un doux, matériau biocompatible qui absorbe les ondes sonores traversant le corps. Crédit :KAUST
Les matériaux souples et flexibles peuvent charger par ultrasons les implants bioélectroniques, ce qui pourrait aider à réduire le besoin de traitement chirurgical.
Les appareils électroniques sont de plus en plus utilisés pour remédier à des problèmes de santé graves et à long terme, tels que les stimulateurs cardiaques pour réguler le rythme cardiaque, des pompes électroniques qui libèrent de l'insuline, et prothèses auditives implantables. Les principales considérations de conception de ces composants visent à minimiser la taille et le poids pour le confort du patient, et ils s'assurent que l'appareil n'est pas toxique pour le corps.
Une autre pierre d'achoppement est de savoir comment alimenter les appareils. Les piles les font fonctionner pendant un certain temps, mais changer les piles demande une chirurgie invasive. Idéalement, la source d'alimentation doit être rechargée sans fil.
Une étude collaborative entre les groupes de scientifiques des matériaux Husam Alshareef de la KAUST et l'expert en imagerie médicale Abdulkader A. Alkenawi de l'Université King Saud bin Abdulaziz des sciences de la santé révèle un moyen de charger à distance une batterie à l'aide d'un matériau biocompatible qui absorbe les ondes sonores traversant le corps.
Les hydrogels sont constitués de longues molécules de polymère réticulées pour former un réseau tridimensionnel pouvant contenir une grande quantité d'eau. Cela donne aux hydrogels une texture souple et extensible, mais cela signifie aussi qu'ils sont à la fois conducteurs électriques et biocompatibles, ce qui les rend idéales pour les applications bioélectroniques.
Un microdispositif d'administration de médicament pourrait être implanté sous la peau au lieu d'injections multiples. Il pourrait être chargé à distance à l'aide de l'hydrogel de l'équipe. Crédit :KAUST
Kanghyuck Lee, auteur principal de l'étude, explique comment l'équipe a combiné l'alcool polyvinylique avec des nanofeuillets de MXene, un carbure de métal de transition, nitrure ou carbonitrure. "Tout comme la dissolution du sel dans l'eau la rend conductrice, nous avons utilisé des nanoflocons de MXene pour créer l'hydrogel, " dit Lee. "Nous avons été surpris de découvrir que le matériau résultant peut générer de l'énergie électrique sous l'influence des ondes ultrasonores."
Leur hydrogel, qu'ils appellent M-gel, génère un courant lorsqu'une pression appliquée force le flux d'ions électriques dans l'eau, remplir l'hydrogel. Lorsque cette pression est le résultat des ultrasons, l'effet est appelé potentiel de vibration en continu.
L'équipe KAUST a prouvé le concept en utilisant une gamme de sources à ultrasons, y compris les pointes à ultrasons trouvées dans de nombreux laboratoires et les sondes à ultrasons utilisées dans les hôpitaux pour l'imagerie. Ils ont pu recharger rapidement un appareil électrique enfoui à quelques centimètres de bœuf.
"C'est un autre exemple du potentiel impressionnant des hydrogels MXene que nous avons développés dans notre laboratoire pour les applications de détection et d'énergie, " a déclaré Alshareef.
