آگاه: ضربان‌ساز قلبی وسیله‌ای الکتریکی است که با ارسال پیام‌های منظم، ضربان قلب را تنظیم می‌کند. این دستگاه برای افرادی به کار می‌رود که قلبشان نمی‌تواند ریتمی منظم و مناسب ایجاد کند. ضربان‌سازها طی حدود ۷۰ سال گذشته از ابزارهایی بزرگ و ساده به دستگاه‌هایی کوچک و هوشمند تبدیل شده‌اند که می‌توانند ریتم قلب را تشخیص و متناسب با آن واکنش نشان دهند. در سال‌های گذشته، نوعی ضربان‌ساز بدون سیم یا «بدون لید» وارد بازار شد که درون یک محفظه تیتانیومی کوچک، تقریبا هم‌اندازه یک قرص ویتامین بزرگ، قرار می‌گیرد و از راه رگ پا به حفره پایینی سمت راست قلب منتقل می‌شود. این روش به کاشت دستگاه در قفسه سینه نیاز ندارد و معمولا با بهبود سریع‌تر و عوارض کمتر همراه است. با این حال، باتری بیش از نیمی از اندازه و وزن این دستگاه را تشکیل می‌دهد و تنها حدود هفت تا ۱۰ سال دوام می‌آورد. پس از پایان عمر باتری، خارج کردن دستگاه از داخل قلب دشوار است و ممکن است دستگاه قدیمی در قلب باقی بماند و دستگاه تازه‌ای در کنار آن کاشته شود. این مسئله برای بیماران جوان که احتمالا به چندین تعویض نیاز دارند، اهمیت بیشتری دارد.
در همین زمینه، محققان رشته علوم و مهندسی مواد در دانشگاه ویسکانسین- مدیسن آمریکا، پژوهشی برای ساخت ضربان‌سازی انجام دادند که انرژی خود را از ضربان قلب می‌گیرد. هدف اصلی آنان ساخت سامانه‌ای بسیار کوچک بود که بتواند در فضای باتری ضربان‌ساز بدون لید قرار بگیرد، بدون آنکه اندازه کلی دستگاه افزایش پیدا کند.
محققان برای این کار از وسیله‌ای به نام «نانوزاینده تریبوالکتریک» استفاده کردند. این وسیله با حرکت دو ماده دارای بار الکتریکی مخالف، مقدار کمی برق تولید می‌کند. آنان ساختاری نوسان‌کننده طراحی کردند که از صفحه‌های الکترودی تشکیل شده بود. یک سوی این صفحه‌ها با مس و سوی دیگر با نوعی فیلم فلورینه پوشانده شد. هنگام تپش قلب، حرکت قلب باعث فشرده شدن این ساختار و نزدیک شدن صفحه‌ها به یکدیگر می‌شود. سپس با جدا شدن صفحه‌ها، حرکت کوچک میان آنها بار الکتریکی ایجاد می‌کند. این انرژی یا مستقیما برای کار کردن ضربان‌ساز به کار می‌رود یا در یک خازن کوچک ذخیره می‌شود.
البته این فناوری هنوز برای استفاده در انسان آماده نیست. یکی از چالش‌های باقی‌مانده، تفاوت میان حرکت قلب در شرایط واقعی و حرکت ایده‌آل دستگاه است. قلب فقط به صورت بالا و پایین حرکت نمی‌کند، بلکه حرکتی پیچشی و نامنظم دارد. پژوهشگران باید سازوکار نانوزاینده را به گونه‌ای اصلاح کنند که بتواند این حرکت پیچیده را به نوسان مکانیکی موثر تبدیل و انرژی کافی و پایدار تولید کند. آنان همچنین باید ایمنی، دوام و عملکرد آن را در آزمایش‌های بیشتری بررسی کنند.
این پژوهش در نشریه Science Advances منتشر شده‌ است.