The aim of the project is to develop the first commercially available lead-free PMUT based broadband energy harvester for charging implanted medical devices using ultrasound.

Currently, the lifetime of implantable medical devices, which are placed inside the body, is limited by the operating time of their battery. Therefore, neurostimulators, pacemakers and defibrillators need battery replacements every 5 to 10 years using surgery, which is costly and introduces additional risks of infection.

Our solution would allow to charge implanted batteries by harvesting ultrasonic energy from an external ultrasound sources, that are commonly used in hospitals for ultrasonic diagnostic or treatment applications, considerably extending operational times of intra-body devices.

Project code: 10-052-P-01-010, Co-funded by the European Union

Project acronym: LPMUT

Project duration: 2025 – 2027

Project implementers: Vilnius University, MB Pjezomaterija

Bešvinis implantuojamas PMUT imtuvas energijos surinkimui medicininėms reikmėms

Projekto tikslas – sukurti pirmąjį komerciškai prieinamą bešvinio PMUT pagrindu veikiantį plačiajuostį keitiklį, skirtą implantuotų medicinos prietaisų įkrovimui ultragarsu.

Šiuo metu implantuojamų medicinos prietaisų tarnavimo laiką riboja jų baterijos veikimo laikas. Todėl  neurostimuliatorių, širdies stimuliatorių ir defibriliatorių baterijas reikia keisti kas 5–10 metų invaziniu būdu, šios operacijos yra brangios ir kelia papildomą infekcijos riziką.

Mūsų sprendimas leistų įkrauti implantuotas baterijas nuotoliniu būdu, pasitelkiant įprastus ultragarso šaltinius, kurie yra naudojami ligoninėse ultragarsinės diagnostikos ar gydymo reikmėms, taip žymiai pailginant implantuotų medicininių prietaisų veikimo laiką.

Projekto kodas: 10-052-P-01-010, Projektą bendrai finansuoja Europos Sąjunga

Projekto trukmė: 2025 – 2027

Projekto vykdytojai: Vilniaus universitetas (Fizikos fakultetas), MB Pjezomaterija

The aim of the project is to improve the technology for the production of NBT-BT solid solution sputtering targets developed by MB Pjezomaterija using the Vilnius University (VU) licensed two-stage (1-x)[0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2BaTiO3]-xNaNbO3 ceramics (x=0; 0.04; 0.05; 0.06 and 0.08) synthesis method.

Currently, the most widely used piezoelectric materials in commercial applications are Pb(Zr1−xTix)O3 (PZT)-based ceramics, which have excellent electromechanical properties. Unfortunately, PZT ceramics contain lead, which is toxic and poses many health and environmental problems during product development, production, use, disposal and recycling.

The most widely studied and considered as the main candidates to replace PZT are lead-free perovskite ferroelectrics (FE), such as Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT), BaTiO3 (BT), (K1/2Bi1/2)TiO3 (KBT), (K,Na)NbO3 (KNN) and their various solid solutions. Among them, NBT is considered one of the most promising piezoelectric systems due to its large electric field-induced deformations, good stiffness and fatigue resistance properties.

Successful implementation of the project will allow us to be the first to market high-quality industrial-grade NBT-BT family ceramic targets, which can be widely used in thin-film production using conventional magnetron sputtering and pulsed laser deposition (PLD) systems. This should encourage a much wider use of lead-free ceramics in various fields by replacing PZT and other lead-containing materials.

Project code: 10-032-P-01-36, The project is co-financed by the European Union

The Ministry of Education, Science and Sports of the Republic of Lithuania is the manager of the 2022–2030 development programme. The source of funding is EU funds and co-financing funds.

Project duration: 2026 – 2027

Project implementer: MB Pjezomaterija

Bešvinių keramikų taikiniai plonų multifunkcinių sluoksnių gamybai

Projekto tikslas – ištobulinti MB Pjezomaterija vystomą NBT-BT kietųjų tirpalų taikinių (angl. „sputtering target“, „PLD target“) gaminimo technologiją, panaudojant Vilniaus universiteto (VU) licencijuotą dviejų etapų (1-x)[0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2BaTiO3]-xNaNbO3 keramikų (x=0; 0,04; 0,05; 0,06 ir 0,08) sintezės metodą.

Šiuo metu komerciniuose taikymuose plačiausiai naudojamos pjezoelektrinės medžiagos yra Pb(Zr1−xTix)O3 (PZT) pagrindu pagamintos keramikos, pasižyminčios puikiomis elektromechaninėmis savybėmis. Deja, PZT keramikose yra daug švino, kuris yra toksiškas ir kelia daug sveikatos bei aplinkosaugos problemų produktų kūrimo, gamybos, naudojimo, utilizavimo bei perdirbimo metu.

Plačiausiai tiriami ir pagrindiniais kandidatais pakeisti PZT yra laikomi bešviniai perovskito struktūros feroelektrikai (FE), tokie kaip Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT), BaTiO3 (BT), (K1/2Bi1/2)TiO3 (KBT), (K,Na)NbO3 (KNN) ir įvairūs kietieji tirpalai jų pagrindu. Iš jų NBT yra laikoma viena perspektyviausių pjezoelektrinių sistemų dėl didelių elektriniu lauku sukeliamų deformacijų, gerų standumo ir atsparumo nuovargiui savybių.

Sėkmingas projekto įgyvendinimas leis pradėti gaminti ir pirmiesiems pateikti į rinką aukštos kokybės industrinio lygio NBT-BT šeimos keramikų taikinius, kurie galės būti plačiai naudojami plonų sluoksnių gamyboje taikant įprastas magnetroninio dulkinimo (angl. magnetron sputtering) ir impulsinio lazerinio garinimo (angl. PLD, pulsed laser deposition) sistemas, o tai, savo ruožtu, paskatins daug platesnį bešvinių keramikų naudojimą įvairiose srityse pakeičiant PZT ir kitas švino turinčias medžiagas.

Projekto kodas: 10-032-P-01-36, Projektą bendrai finansuoja Europos Sąjunga

2022–2030 m. plėtros programos valdytoja LR Švietimo, mokslo ir sporto ministerija. Finansavimo šaltinis – ES fondų lėšos ir bendrojo finansavimo lėšos.

Projekto trukmė: 2026 – 2027

Projekto vykdytojai: MB Pjezomaterija