波浪能运用不间断的海浪来发电、风力发电则是捕捉持续吹拂的自然风，这些例子让科学家心想：人们是否能借由自身心脏跳动，为电子设备来供电？最近美国达特茅斯学院（Dartmouth College）团队便研发出新型低侵入性“自供电”设备，可将心跳动能转换成电力，为心律调节器或其他植入式医用设备供电。
目前全球每年平均植入 100 万个心律调节器，但设备电池电量 5-10 年就会用尽，到时就得进行外科手术更换电池，因此 Dartmouth 科学家与德州大学圣安东尼奥医学中心希望可研发出自供电系统，让患者不再需要更换电池，不然电池没电、手术过程都存有风险，患者的医疗费用也会再次提高。
只不过要研发出不干扰心血管功能与身体日常运作、兼具生物相容性与灵活性的设备相当困难，基本上光是如何将心跳转换成电能就是一大挑战。
根据团队在《Advanced Materials Technologies》发表的论文，团队已采用薄膜能源转换材料与最低侵入性机械设计，成功研发出适用于心律调节器与心脏去颤器等植入式装置的自供电系统。
团队改良现有的心律调节器，把原本连接到心脏的引线用特殊聚合物压电薄膜包覆，其中该材料名为 PVDF，当采用多孔结构设计时就可以运用传动杆等将机械动能转换成电力，心脏跳动时会牵动引线来回移动，压电材料就会在心脏收缩和扩张时产生电讯号。
研究指出，当心跳模型每秒一拍时，电力输出可达 0.5 V 与 43 纳安（nA，注），若再加上 32 mg 重的振动质块（Proof mass），电力输出则可增加两倍，且这种设计也可用于感测器，能用来收集数据以监测患者。
该研究计划受到美国国立卫生研究院（NIH Director）为期五年的 Transformative Research Award 计划补助，目前正进行到第 3 年，预估商业化还需要 5 年的时间，产品走出实验室前得先进行临床实验与获得相关单位批准。
未来团队也会持续研究，像是最佳化能源转换与扩大技术规模，展望未来，将来患者将不再需要 5 年、10 年更换心律调节器电池，可运用自身心跳为设备供电，解决设备的电力问题。
注：43 nA 约等于 0.04 μA，植入式心律调节器节律为 100% 时，电流消耗约 10-13 μA。
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（首图来源：Dartmouth）
