Self-powered cardiac pacemaker enabled by flexible single crystalline PMN-PT piezoelectric energy harvester

Advanced Materials

Volumn 26, Issue 28, 2014, Pages 4880-4887

  Hwang, Geon Tae ^a   Park, Hyewon ^b   Lee, Jeong Ho ^c   Oh, Sekwon ^a   Park, Kwi Il ^a   Byun, Myunghwan ^a   Park, Hyelim ^b   Ahn, Gun ^a   Jeong, Chang Kyu ^a   No, Kwangsoo ^a   Kwon, Hyuksang ^a   Lee, Sang Goo ^c   Joung, Boyoung ^b   Lee, Keon Jae ^a  

^a Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)   (South Korea)

^b Yonsei University College of Medicine   (South Korea)

^c IBULE Photonics Co Ltd   (South Korea)

Author keywords

flexible piezoelectric energy harvester; self powered artificial cardiac pacemaker; single crystal PMN PT; thin film nanogenerator

Indexed keywords

CHARGING (BATTERIES); CRYSTALLINE MATERIALS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; PIEZOELECTRIC DEVICES;

CARDIAC PACEMAKERS; NANOGENERATOR; PIEZOELECTRIC ENERGY HARVESTERS; POWER SOURCES; SELF-POWERED; SINGLE-CRYSTALLINE;

PACEMAKERS;

LEAD; LEAD MAGNESIUM NIOBATE; LEAD TITANATE; NIOBIUM; OXIDE; TITANIUM;

ARTIFICIAL HEART PACEMAKER; CHEMISTRY; CRYSTALLIZATION; DEVICE FAILURE ANALYSIS; DEVICES; ENERGY TRANSFER; EQUIPMENT DESIGN; MATERIALS TESTING; MICROELECTROMECHANICAL SYSTEM; POWER SUPPLY; PROSTHESES AND ORTHOSES; YOUNG MODULUS;

CRYSTALLIZATION; ELASTIC MODULUS; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ENERGY TRANSFER; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE ANALYSIS; LEAD; MATERIALS TESTING; MICRO-ELECTRICAL-MECHANICAL SYSTEMS; NIOBIUM; OXIDES; PACEMAKER, ARTIFICIAL; PROSTHESES AND IMPLANTS; TITANIUM;

EID: 84904709233     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201400562     Document Type: Article

References (47)

1. H. G. Mond, J. G. Sloman, R. H. Edwards, Pacing Clin. Electrophysiol. 1982, 5, 278.
2. G. D. Nelson, Texas Heart Institute Journal 1993, 20, 12.
3. V. S. Mallela, V. Ilankumaran, N. S. Rao, Indian Pacing and Electrophysiology J. 2004, 4, 201.
4. F. W. Horlbeck, F. Mellert, J. Kreuz, G. Nickenig, J. O. Schwab, J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2012, 23, 1336.
5. M. J. Wilhelm, C. Schmid, D. Hammel, S. Kerber, H. M. Loick, M. Herrmann, H. H. Scheld, Ann. Thorac. Surg. 1997, 64, 1707.
6. Z. L. Wang, Adv. Mater. 2012, 24, 280.
7. K. I. Park, M. Lee, Y. Liu, S. Moon, G. T. Hwang, G. Zhu, J. E. Kim, S. O. Kim, D. K. Kim, Z. L. Wang, K. J. Lee, Adv. Mater. 2012, 24, 2999.
8. S. Xu, Y. Qin, C. Xu, Y. G. Wei, R. S. Yang, Z. L. Wang, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 366.
9. X. D. Wang, Am. Ceram. Soc. Bull 2013, 92, 18.
10. C. Dagdeviren, S. W. Hwang, Y. W. Su, S. Kim, H. Y. Cheng, O. Gur, R. Haney, F. G. Omenetto, Y. G. Huang, J. A. Rogers, Small 2013, 9, 3398.
11. K. I. Park, C. K. Jeong, J. Ryu, G. T. Hwang, K. J. Lee, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1539.
12. C. K. Jeong, I. Kim, K. I. Park, M. H. Oh, H. Paik, G. T. Hwang, K. No, Y. S. Nam, K. J. Lee, Acs Nano 2013, 7, 11016.
13. Z. L. Wang, J. H. Song, Science 2006, 312, 242.
14. Y. F. Hu, Y. Zhang, C. Xu, L. Lin, R. L. Snyder, Z. L. Wang, Nano Lett. 2011, 11, 2572.
15. C. K. Jeong, K.-I. Park, J. Ryu, G.-T. Hwang, K. J. Lee, Adv. Funct. Mater. 2014, DOI: 10.1002/adfm.201303484.
16. M. Y. Choi, D. Choi, M. J. Jin, I. Kim, S. H. Kim, J. Y. Choi, S. Y. Lee, J. M. Kim, S. W. Kim, Adv. Mater. 2009, 21, 2185.
17. Y. F. Hu, L. Lin, Y. Zhang, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2012, 24, 110.
18. K. I. Park, S. Xu, Y. Liu, G. T. Hwang, S. J. L. Kang, Z. L. Wang, K. J. Lee, Nano Lett. 2010, 10, 4939.
19. J. Kwon, W. Seung, B. K. Sharma, S. W. Kim, J. H. Ahn, Energ. Environ. Sci. 2012, 5, 8970.
20. K.-I. Park, J. H. Son, G.-T. Hwang, C. K. Jeong, J. Ryu, M. Koo, I. Choi, S. H. Lee, M. Byun, Z. L. Wang, K. J. Lee, Adv. Mater. 2014, 26, 2154.
21. M. Southcott, K. MacVittie, J. Halamek, L. Halamkova, W. D. Jemison, R. Lobel, E. Katz, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 6278.
22. S. Y. Xu, Y. W. Yeh, G. Poirier, M. C. McAlpine, R. A. Register, N. Yao, Nano Lett. 2013, 13, 2393.
23. M. Lucas, W. J. Mai, R. S. Yang, Z. L. Wang, E. Riedo, Nano Lett. 2007, 7, 1314.
24. S. W. Bedell, K. Fogel, P. Lauro, D. Shahrjerdi, J. A. Ott, D. Sadana, J. Phys. D Appl. Phys. 2013, 46.
25. S. G. Lee, R. G. Monteiro, R. S. Feigelson, H. S. Lee, M. Lee, S. E. Park, Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 1030.
26. H. S. Luo, G. S. Xu, H. Q. Xu, P. C. Wang, Z. W. Yin, Japanese Journal of Applied Physics 2000, 39, 5581.
27. S. Kamba, E. Buixaderas, J. Petzelt, J. Fousek, J. Nosek, P. Bridenbaugh, J. Appl. Phys. 2003, 93, 933.
28. Y. J. Zhai, L. Mathew, R. Rao, D. W. Xu, S. K. Banerjee, Nano Lett. 2012, 12, 5609.
29. D. H. Kim, J. Viventi, J. J. Amsden, J. L. Xiao, L. Vigeland, Y. S. Kim, J. A. Blanco, B. Panilaitis, E. S. Frechette, D. Contreras, D. L. Kaplan, F. G. Omenetto, Y. G. Huang, K. C. Hwang, M. R. Zakin, B. Litt, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2010, 9, 511.
30. L. P. Chen, J. Gao, Epl-Europhys. Lett. 2011, 93.
31. G. T. Hwang, D. Im, S. E. Lee, J. Lee, M. Koo, S. Y. Park, S. Kim, K. Yang, S. J. Kim, K. Lee, K. J. Lee, Acs Nano 2013, 7, 4545.
32. Z. Y. Feng, D. Q. Shi, S. X. Dou, Solid State Commun. 2011, 151, 123.
33. J. Kim, Y. Kim, Y. S. Kim, J. Lee, L. Kim, D. Jung, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 3581.
34. I. R. Henderson, Piezoelectric Ceramics: Principles and Applications APC International Ltd., PA, USA 2006.
35. A. Nechibvute, A. Chawanda, P. Luhanga, ISRN Materials Science 2012, 2012.
36. R. S. Yang, Y. Qin, L. M. Dai, Z. L. Wang, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 34.
37. S. I. Park, J. H. Ahn, X. Feng, S. D. Wang, Y. G. Huang, J. A. Rogers, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2673.
38. J. D. Baniecki, R. B. Laibowitz, T. M. Shaw, K. L. Saenger, P. R. Duncombe, C. Cabral, D. E. Kotecki, H. Shen, J. Lian, Q. Y. Ma, J. Eur. Ceram. Soc. 1999, 19, 1457.
39. J. Tian, P. Han, D. A. Payne, IEEE T. on 2007, 54, 1895.
40. G. H. Haertling, J. Am. Ceram. Soc. 1999, 82, 797.
41. S. Kim, H. Y. Jeong, S. K. Kim, S. Y. Choi, K. J. Lee, Nano Lett. 2011, 11, 5438.
42. S. H. Wang, L. Lin, Z. L. Wang, Nano Lett. 2012, 12, 6339.
43. G. Anastasia, M. Contib, M. D. Francescoa, A. Passarella, Ad Hoc Netw. 2009, 7, 537.
44. C. Pan, Z. Li, W. Guo, J. Zhu, Z. L. Wang, Angew. Chem. 2011, 123, 11388.
45. G. Zhu, A. C. Wang, Y. Liu, Y. S. Zhou, Z. L. Wang, Nano Lett. 2012, 12, 3086.
46. T. E. Starzl, R. A. Gaertner, R. C. Webb Jr., Circulation 1955, 11, 952.
47. L. Gu, N. Y. Cui, L. Cheng, Q. Xu, S. Bai, M. M. Yuan, W. W. Wu, J. M. Liu, Y. Zhao, F. Ma, Y. Qin, Z. L. Wang, Nano Lett. 2013, 13, 91.