طراحي، تحليل و شبيه‌سازي يك ميكروژنراتور التراسونيك مبتني بر پيزوالكتريك با ابعاد كوچك براي حسگرهاي زيستي قابل‌تعبيه در بدن

در اين مقاله يك ميكروژنراتور آلتراسونيك جديد مبتني بر پيزوالكتريك با هدف تأمين توان موردنياز تجهيزات پزشكي قابل‌تعبيه در بدن انسان ارائه شده است. برخلاف روش‌هاي پيشين، اين ساختار از امواج صوتي با فركانس بالاتر براي استخراج انرژي بهره مي‌گيرد. با وجود كوچك بودن ابعاد ميكروژنراتور پيشنهادي، ميزان توان قابل استخراج آن افزايش يافته است. همچنين به دليل استفاده از نيترات آلومينيوم در ساختار ميكروژنراتور طراحي‌شده به‌جاي مواد سمي نظير PZT، اين ساختار سازگاري بيشتري با بدن انسان و محيط زيست دارد. شايان ذكر است كه حجم ساختار ارائه‌شده 15.7×10^-6 cm^3 مي‌باشد و قابليت توليد توان 260 μW را تحت فشار آكوستيكي اعمالي 1000 pa در فركانس 1.158 MHz دارد. شبيه‌سازي‌هاي مختلفي در نرم‌افزار قدرتمند كامسول، براي ارزيابي صحت عملكرد ميكروژنراتور پيشنهادي انجام شده است. شايان ذكر است كه صحت نتايج شبيه‌سازي، با مقادير به‌دست‌آمده از تحليل تئوري و عددي تطبيق داده شده است. در مجموع با توجه به اين نتايج به‌دست‌آمده و همچنين ابعاد كوچك و قابليت توليد توان بالا، مي‌توان گفت كه ساختار پيشنهادي گزينه مناسبي براي كاربرد در تجهيزات پزشكي قابل تعبيه در بدن انسان مي‌باشد.