Breathing life into medical devices

US scientists have made a device that converts air flow from human breath into electricity. The device could serve as a power source for implantable biomedical devices, removing the need for systems with batteries that need replacing in the operating theatre.

‘We’ve been working on harvesting nano- and micro-scale mechanical energy from human activities for several years, for powering bioimplantable devices and even personal electronics,’ explains Xudong Wang, who led the research at the University of Wisconsin-Madison.

Respiration could be an important energy source from the human body, but the air flow rate is low (typically 2m/s) and it fluctuates. Scientists have been able to harvest energy from low speed air flow devices at the centimetre scale and above. But previous devices, such as windmills and inductive wind belts, need wind speeds of over 2m/s to operate. So, a much smaller device is needed to harvest energy from respiration. It also needs to be flexible enough to be placed in the body and tough enough to avoid fatigue failure during long-term use.

Device for harvesting energy from respiration
A simulated respiration device for harvesting energy

To achieve these goals, Xudong’s team designed a micrometre-sized polyvinylidene fluoride (PVDF) belt to harvest the energy. They found that to work under a low speed air flow, the PVDF belt needed to be thin enough to be driven into a resonant oscillation (a deformation that generates an electric current). The major challenge, says Wang, was maintaining the strength of the PVDF while getting it to the correct thickness. To overcome this challenge, the team used an ion etching technique to reduce the belt’s thickness.  

‘Preparing thin PVDF films to harvest energy from weak respiration is an important technology,’ says  Masao Kaneko, an expert in functional polymers for energy conversion at The Institute of Biophotochemonics, Japan. ‘The team should now attempt to drive a real device by the energy accumulated from respiration.’    

Wang says his next step is to improve the energy harvesting efficiency and explore more designs for harvesting other types of mechanical energy from the environment or biological systems.   

Carl Saxton 

Read the paper from Energy & Environmental Science:

PVDF microbelts for harvesting energy from respiration
Chengliang Sun, Jian Shi, Dylan J. Bayerl and Xudong Wang
Energy Environ. Sci., 2011
DOI: 10.1039/c1ee02241e

Digg This
Reddit This
Stumble Now!
Share on Facebook
Bookmark this on Delicious
Share on LinkedIn
Bookmark this on Technorati
Post on Twitter
Google Buzz (aka. Google Reader)

7 Responses to “Breathing life into medical devices”

  1. Are you guys nuts? this is the first step to assimilating humans into the matrix!

    (Report comment)

  2. Interesting and very plausible concept that might help in self-sustaining power supply for biomedical devices.

    Go on guys! Look forward to seeing it in the market soon.

    (Report comment)

  3. Instagram Followers: The company gives people the opportunity to purchase Instagram Followers to produce instant results in a smart way without spending a lot of money. The company offers the lowest price for Instagram Followers available for marketing products and services.

    Instagram Likes: People can now purchase Instagram likes to light up their Instagram profiles among their competitors. These likes help a business reach more people, as most of the visitors choose profiles with more likes. After purchasing this service from Quickfansandlikes, in just a few hours many real people will like the customer’s profile and will increase their visibility on Instagram. That will result in getting more traffic that will increase both sales and profits. Only businesses with multiple likes can conquer big competition on Instagram and take advantage of online marketing.

    (Report comment)

  4. reda says:

    شركة تنظيف بالرياض
    شركة تنظيف فلل بالرياض
    شركة تنظيف بابها
    شركة تنظيف خزانات بالرياض
    شركة تنظيف منازل بالرياض
    شركة تنظيف مجالس بالرياض
    شركة تنظيف مسابح بالرياض
    شركة تنظيف قصور بالرياض
    شركة تنظيف واجهات بالرياض
    شركة تنظيف بالخرج
    شركة نقل اثاث بالرياض
    شركة نقل عفش بالرياض
    شركة تخزين عفش بالرياض
    شركة تخزين اثاث بالرياض
    شركة نقل اثاث بالدمام
    شركة نقل اثاث بجدة
    شركة نقل اثاث بمكة
    شركة نقل اثاث بالمدينة
    شركة مكافحة النمل الابيض بالرياض
    شركة مكافحة حشرات بالرياض

    شركة رش مبيدات بالرياض
    شركة مكافحة حشرات بجدة
    شركة رش مبيدات بجدة
    شركة مكافحة الحشرات بمكة
    شركة مكافحة حشرات بالدمام
    شركة رش مبيدات بالدمام
    شركة كشف تسربات بالرياض
    شركة كشف تسربات المياه بالرياض
    كشف تسربات
    شركة كشف تسربات المياه بجدة
    شركة تسربات المياه بالدمام
    شركة عزل خزانات بالرياض
    شركة عزل اسطح بالرياض
    شركة تسليك مجاري بالرياض
    شركة شفط بيارات بالرياض
    شركة تنظيف بجدة
    شركة تنظيف فلل بجدة
    شركة تنظيف شقق بجدة
    شركة تنظيف خزانات بجدة
    شركة تنظيف منازل بجدة

    شركة تنظيف بالدمام
    شركة تنظيف شقق بالدمام
    شركة تنظيف فلل بالدمام
    شركة تنظيف بالطائف
    شركة تنظيف بخميس مشيط
    شركة تنظيف مجالس بالبخار بجدة
    شركة تسليك مجاري بالدمام
    شركة تنظيف ببيشة
    شركة تنظيف بنجران
    شركة تنظيف بجازان
    شركة تنظيف وعزل خزانات بمكة
    شركة تنظيف بمكة
    شركة تنظيف وعزل خزانات بالمدينة المنورة
    شركة تنظيف فلل بمكة
    شركة تنظيف مجالس بالبخار بمكة
    شركة تنظيف بالمدينة المنورة
    شركة تنظيف بتبوك
    شركة رش مبيدات بتبوك
    شركة مكافحة حشرات بتبوك

    شركة تنظيف بالرياض
    شركة تنظيف خزانات بالرياض
    شركة تنظيف فلل بالرياض
    شركة تنظيف شقق بالرياض
    شركة نقل اثاث بالرياض
    شركة مكافحة حشرات بالرياض
    شركة رش مبيدات بالرياض

    (Report comment)

Leave a Reply