Учёные Массачусетского технологического института разработали ультратонкую гибкую электронную сетку, способную преобразовывать механические сокращения клеток человеческого сердца в электричество. В основе устройства лежат многочисленные миниатюрные пьезоэлектрические генераторы: при деформации они вырабатывают электрический заряд. В лабораторных испытаниях система показала более чем десятикратное преимущество по эффективной плотности собираемой энергии по сравнению с традиционными конструкциями, где используются отдельные генераторы.

Особенность проекта состоит в том, что генераторы распределены по гибкой сетке, в которую могут заселать живые клетки. Для создания сетки применяли тонкие ленты из цирконата-титаната свинца (PZT), встроив их в полимерную основу с открытой структурой. Затем сетку заполнили клетками человеческой сердечной мышцы: по мере их роста клетки проникали в материал, а деформируемые элементы сети вырабатывали электричество.

По сравнению с обычными пьезоэлектрическими сборниками энергии, которые чаще крепят к поверхности ткани и чьи механические свойства расходятся с мягкими биологическими структурами, новая конструкция распределяет генераторы по всей площади сетки. Это позволяет устройству взаимодействовать с клетками в разных точках, сохраняя гибкость тканей во время двигательной активности. По словам авторов, такой подход может снизить механическое несоответствие между имплантом и тканью и потенциально повысить биос совместимость электронных устройств.

На текущем этапе устройство испытано только на лабораторной культуре сердечной ткани. Его применение внутри живого организма и способность автономно питать реальный медицинский имплант пока не продемонстрированы. Учитываются вопросы долговечности конструкции, фактической мощности и безопасности длительного контакта с тканями: в составе керамики PZT присутствует свинец, который необходимо надёжно изолировать от организма. Таким образом, речь идёт об экспериментальной технологии сбора энергии для маломощных медицинских устройств.