随着电子设备在体内及水下应用领域的增多，找到安全且稳定的供电方法已变得至关重要。传统的无线充电技术，如电磁感应和射频(RF)，在此类环境下表现不尽如人意——能量传输效率低下、有效距离有限，并且容易对周围电子设备造成干扰。
为了克服这些挑战，韩国科学技术研究院（KIST）与高丽大学的科研团队转向了超声波技术。与射频波相比，超声波在人体组织中的吸收率较低且干扰更少，非常适用于医疗植入物和表皮佩戴设备的供电。
由Hur Sunghoon博士和Song Hyun-Cheol教授带领的团队开发了一种创新的压电材料制造的柔性超声波接收器。这种接收器在弯曲时仍能正常运作，可以紧密贴合于如皮肤般的曲面。实验结果显示，该装置能够通过3厘米深的水传输20毫瓦的功率，或穿透3厘米的人体组织传送7毫瓦的功率，足以驱动可穿戴传感器或微型植入设备。
研究团队还证明，该技术能够为电池充电，从而显著延长植入设备的使用寿命，降低频繁更换电池的手术风险。“这项研究展示了超声无线电力传输技术的实际应用潜力，”Hur博士表示，“我们正在进行微型化和商业化的研究，以便加速技术应用。”
科学家们正研发超声驱动的摩擦电纳米发电机(US-TENG)。尽管一些设备可以实现非侵入性的经皮充电，但输出功率不足和材质僵硬一直是其限制因素。最新开发的介电-铁电增强型US-TENG(US-TENGDF-B)通过特殊结构设计，使其能够利用更温和的超声波实现远距离高效供电。
测试显示，这一升级装置在35毫米距离外充电时可产生26伏电压，输出功率达6.7毫瓦。其出色的柔韧性适用于人体曲面部位或人工心脏等植入设备。研究人员指出，这项技术非常适合为人体深处的柔性电子系统提供短期无线供电。
这些突破性的技术为低功耗电子设备提供了安全且可靠的电源方案，未来可能会使心脏起搏器、神经刺激器、水下传感器以及无人机等设备摆脱频繁充电或更换电池的困境。随着技术的持续优化，超声充电或将成为生物电子学和海洋科技领域的重要能源解决方案。
