Herzschrittmacher und andere eingepflanzte biomedizinische Geräte benötigen die Energie kleiner Batterien, die alle paar Jahre operativ ausgetauscht werden müssen. Forscher um John A. Rogers von der University of Illinois testeten nun ein pflastergroßes Gerät, das den nötigen Strom im Inneren des Körpers gewinnt und die Batterie womöglich irgendwann ersetzen kann. Der mit Nanotechnologie bepackte elastische Silikonstreifen fungiert als so genannter mechanischer Energiewandler (mechanical energy harvester, MEH).

Er wird direkt an einem Organ befestigt und wandelt dessen Bewegung in elektrische Energie um. Am pulsierenden Herzen, der pumpenden Lunge oder dem sich hebenden und senkenden Zwerchfell wird der MEH permanent gedehnt und entspannt – piezoelektronisch nutzbare Bewegung.

Funktionelles Kernstück des MEH-Streifens ist eine 500 Nanometer dicke Schicht aus elastischem Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), die zwischen den Elektroden in dem kondensatorartigen Aufbau eingebettet ist. Entscheidend sind die piezoelektronischen Eigenschaften des PZT, also seine Fähigkeit, elektrische Energie aus elastischer Verformung zu gewinnen. Diese Energie kann direkt weitergeleitet oder in einer zusätzlich auf dem Band angebrachten Mikrobatterie gespeichert werden.

Das Gerät wurde auch auf seine Biokompatibilität geprüft und erwies sich dabei als robust genug für einen langen Einsatz im Körperinneren: 20 Millionen Dehnungszyklen verkrafte der Streifen schadlos. Seine beschichtete Oberfläche mache auch eine Abstoßungsreaktion des Körpers unwahrscheinlich. Wann eine Version des Systems bereit ist für den medizinischen Einsatz am Menschen, ist noch unklar. Bisher wurde es nur an Tieren getestet, zum Beispiel im Brustkorb einer Kuh sowie an verschiedenen Organen von Schweinen und Schafen.