Liikunta, kulutettavat laitteet, hiki ja sähkö
Sisällysluettelo:
Mitä jos voisit käyttää ihmiskehon sähköisten laitteiden virratessa?
Kalifornian yliopiston San Diego (UCSD) tutkijat tekevät juuri tätä.
AdvertisementMainosKirjoittajat ilmoittivat artikkelissaan Energy & Environmental Science -lehdessä, että he keksivät keksinnöstään joustavasta iholevystä, joka tuottaa sähköä ihmisen hikeeltä.
"Se on kuin akku, mutta teho on peräisin laktaatti-nimisestä kemikaalista", kertoi Healthline -lehti, paperin ensimmäinen kirjailija Amay Bandodkar.
Nyt North Western Universityn postdoc-tutkija, Bandodkar hiljattain valmistui tohtorintutkinnolla nanoengineeringissä UCSD: ssä.
Mainos"Tämä laastari kuluttaa hitaasti laktaattia, joka tuottaa sähköä, jota voidaan käyttää muiden lääkinnällisten laitteiden virranlähteenä", hän sanoi.
Laastari osoittaa avoimen piirin jännitettä 0, 5 volttia ja tehon tiheys lähes 1,2 milliwattia senttimetriä kohti.
MainosMainosSe edustaa korkeinta teho-tiheyttä, joka on tähän mennessä tallennettu käytettäväksi biopolttoainesolussa. Itse asiassa se on lähes 10 kertaa tehokkaampi kuin aiemmat laitteet.
Toistaiseksi kehittäjät ovat käyttäneet laastaria voimaa valodiodille (LED) ja Bluetooth Low Energy (BLE) -radiolle.
Tulevaisuudessa he uskovat, että sitä voidaan käyttää antureiden ohjaukseen, joiden tarkoituksena on seurata käyttäjän terveyttä ja kuntoa.
"Tällä hetkellä meillä on kaikki nämä kulutettavat anturit ja järjestelmät, jotka vaativat suuria paristoja. Ja monta kertaa akun paino on paljon suurempi kuin varsinaisen laitteen paino, "Bandodkar selitti. "Mutta mitä tämä laastari on, se on kehon energiankorjuujärjestelmä, joka voi tuottaa sähköä kehosta ja käyttää sitä muiden vaativien järjestelmien virrantuessa. "
Kuluttavien biopolttoaineiden käyttäminen voi auttaa asiantuntijoita kehittämään pienempiä ja kevyempiä lääkinnällisiä laitteita, joita voidaan käyttää kehossa ja jotka voivat käyttää sitä.
MainosMainosLue lisää: Kuinka haavoittuvia ovat henkilökohtaiset lääketieteelliset laitteet hakkereille? »
Pitkäkestoinen iholle
Vaikka tarvitaan lisää tutkimusta, tämä laastari merkitsee huomattavaa kehitystä kulutettavien biopolttoaineiden solujen alueella.
Sen lisäksi, että sillä on suuri tehotiheys, se on myös riittävän joustava mukautumaan ihmiskehoon.
Mainos"Jotta voisit tehdä pukeutuvasta laitteesta, meidän on tehtävä se hyvin joustavaksi tai jopa joustavaksi", kertoi Yue Gu, kirjailija paperille ja toisen vuoden tohtoriopiskelija UCSD: ssä.
Muussa tapauksessa laite hajoaa liikkeen alla.
MainosMainosJoustavan laitteen luomiseksi tutkijat järjestivät jäykkiä 3-D hiilinanoputkirakenteita venytettäväksi "saarisilta" -konfiguraatioksi.
Tässä rakenteessa tiiviisti sidotut saaret liitetään serpentiinisillan avulla.
Kun ne altistuvat liikkumiselle, sillat purkautuvat ja muuttuvat.
MainosTämä salli siltojen sopeuttamisen stressiin, samalla kun rajoitetaan saaristoa.
"Olemme voineet sisällyttää paljon aktiivisia biopolttoaineiden solumateriaaleja näihin 3-D hiilinanoputkirakenteisiin", Bandodkar selitti. "Sitten pystyimme laittaa nämä jäykät rakenteet näiden yksittäisten saarten päälle. Joten vaikka venytimme, ei näitä rakenteita kokenut yhtäkään venytystä. "
MainosMainos" Näin voimme ylläpitää suuritehoista tiheyttä samalla, kun siihen on vielä pehmeitä venytettäviä ominaisuuksia ", Bandodkar lisäsi.
Tämä innovatiivinen lähestymistapa antoi tutkijoille mahdollisuuden luoda käytännöllistä biopolttoainesolua, joka pystyy tuottamaan vakaata tehoa kahden päivän ajan huolimatta toistuvasta venytyksestä.
Gu: n mukaan se on ensimmäinen laite, joka integroi biopolttoainesolun saarisillan suunnitteluun.
Lue lisää: Kuluttajat pitävät pukeutuvana tekniikkana huolta tietoturvasta. »
Yhteistyö on avainasemassa
Kehittääkseen tällaista laitetta, tieteidenvälinen tiimityö on kriittinen.
Tässä projektissa mukana olivat mukana kolme eri tutkimusryhmää UCSD: ssä, mukaan lukien ryhmät, joiden johtajat olivat Joseph Wang, PhD; Sheng Xu, PhD; ja Patrick Mercier, PhD.
"Professori Wangin ryhmällä on asiantuntemusta biopolttoaineiden aktiivisten komponenttien valmistamisessa", Bandodkar selitti. "Professori Xu: n ryhmällä on asiantuntemusta pehmeiden, venytettävien saari-sillan rakenteiden tekemiseen. Ja professori Mercierin ryhmä on kokemusta matalaenergialaitteista. "
Aiemmin nämä ryhmät ovat työskennelleet myös muilla käyttäytyvällä teknologialla.
Esimerkiksi Bandodkar, Wang ja kollegat kehittivät aiemmin tatuointimittareita, jotka on suunniteltu valvomaan elektrolyytti- ja glukoositasoja.
He ovat nyt kiinnostuneita oppimaan, voiko biopolttoaineen solujen ihon laastaria käyttää tällaisten antureiden virittämiseen.
"Kun työskentelimme tällaisissa asioissa, akku on aina ongelma", Bandodkar sanoi. "Nyt haluamme käyttää näitä biopolttoainesoluja teho-kemiallisiin antureihin. Tätä me tutkimme parhaillaan. "
Biologisten solujen ihon laastarin tekijät auttavat monitieteellisen yhteistyön kautta kannattavien terveysantureiden ja järjestelmien kentän eteenpäin.
