美研制用身體熱量給心臟起搏器充電的裝置

植入病人體內(nèi)的心臟起搏器的電池能量耗盡時，就需要通過手術(shù)更換電池。美國一家公司正在研制一種利用身體熱量發(fā)電的裝置，希望用它來給心臟起搏器的電池充電，延長電池的壽命。

據(jù)最新一期英國《新科學(xué)家》雜志報道，目前的心臟起搏器電池可支撐約１０年時間，美國紐約州的Ｂｉｏｐｈａｎ公司計劃研制能夠使電池持續(xù)工作３０年的充電裝置。對一些能耗較小的植入設(shè)備，還可以用該裝置取代電池，直接給設(shè)備供電。這可以減少因為更換電池而進行手術(shù)的次數(shù)，降低病人的壓力和健康風(fēng)險。

新裝置稱為“生物熱電池”，是一塊植有數(shù)千個微型熱電發(fā)生器的芯片。它利用“熱電偶效應(yīng)”發(fā)電，即兩種不同的材料連接起來構(gòu)成一個閉合回路時，如果兩個連接點的溫度不一樣，就能產(chǎn)生微小的電壓。以前曾有人用幾十個微型熱電偶來制造溫度傳感器之類的小裝置，但嘗試將幾千個熱電偶集中在一個裝置里，這還是第一次。

生物熱發(fā)電裝置運作時需要２℃以上的溫差，人體內(nèi)許多地方例如皮膚以下幾毫米處的溫差可達到５℃，因此工作環(huán)境不成問題。新裝置用碲化鉍半導(dǎo)體制造，其中摻入了雜質(zhì)，使得一端富有多余的電子，另一端則因為缺少電子而帶正電，這樣的制造方法使熱電偶的發(fā)電能力比同等規(guī)模的金屬裝置更高。

每１℃的溫差可以使一個熱電偶產(chǎn)生幾微伏的電壓，Ｂｉｏｐｈａｎ公司計劃制造大小為２．５m2的微芯片，能產(chǎn)生４伏的電壓，功率為１００微瓦。