Folosind exerciții de exercițiu pentru a genera electricitate
Cuprins:
- Pe lângă faptul că prezintă densitate mare de putere, este suficient de flexibilă pentru a se conforma corpului uman.
- Membrii a trei grupuri diferite de cercetare de la UCSD au fost implicați în acest proiect, inclusiv grupuri conduse de co-autori Joseph Wang, PhD; Sheng Xu, PhD; și Patrick Mercier, dr.
Ce se întâmplă dacă ați putea folosi corpul uman pentru a alimenta dispozitive electronice?
Un grup de oameni de știință de la Universitatea din California San Diego (UCSD) face exact asta.
PublicitatePublicitateÎntr-un articol publicat în revista Energy & Environmental Science, autorii au raportat recenta lor invenție a unui patch flexibil de piele care generează electricitate din sudoarea umană.
Acum un coleg postdoctoral la Universitatea Northwestern, Bandodkar a terminat recent un doctorat în nanoengineering la UCSD.Publicitate
"Lactatul în sudoare este practic consumat de acest plasture, care generează electricitate care poate fi utilizată pentru alimentarea altor dispozitive medicale", a spus el.PublicitatePublicitate
Aceasta reprezintă cea mai mare densitate de putere înregistrată până în prezent pentru o celulă de biocombustibil care poate fi purtată. De fapt, este de aproape 10 ori mai puternic decât dispozitivele anterioare.
Până în prezent, dezvoltatorii au folosit patch-urile pentru a alimenta o diodă care emite lumină (LED) și un radio Bluetooth (BLE).În viitor, ei cred că pot fi utilizați pentru alimentarea senzorilor meniți să monitorizeze sănătatea și fitness-ul purtătorilor.
"În prezent, avem toți acești senzori de uzură și sistemele care necesită baterii voluminoase. Și de multe ori, greutatea bateriei este mult mai mare decât greutatea dispozitivului real ", a explicat Bandodkar. "Dar ceea ce aveți cu acest plasture este un sistem de recoltare a energiei în corp, care poate genera energie electrică din corpul dumneavoastră și îl poate folosi pentru alimentarea altor sisteme care pot fi purtate. "Prin eliminarea necesității unor baterii voluminoase, celulele de biocombustibil care pot fi folosite pot ajuta experții să dezvolte dispozitive medicale mai mici și mai ușoare care pot fi purtate pe corp și alimentate de asemenea.
PublicitatePublicitate
Citește mai mult: Cât de vulnerabile sunt dispozitivele medicale personale pentru hackeri? »
Este suficient de stretch pentru pieleÎn timp ce este nevoie de mai multe cercetări, acest plasture reprezintă o dezvoltare semnificativă în domeniul celulelor biocombustibile care pot fi purtate.
Pe lângă faptul că prezintă densitate mare de putere, este suficient de flexibilă pentru a se conforma corpului uman.
Publicitate
"Pentru a face un dispozitiv portabil, trebuie sa il facem foarte flexibil sau chiar stretchable", a declarat Yue Gu, co-autor al lucrarii si al doctoranzilor de anul doi la UCSD, pentru Healthline.
În caz contrar, dispozitivul se va sparge sub presiunea de mișcare.PublicitatePublicitate
Pentru a crea un dispozitiv flexibil, cercetatorii au amenajat structuri rigide de 3D-nanotub de carbon intr-o configuratie "insula-pod" extensibila.
În acest design, insulele ferm legate sunt legate de poduri serpentine.Când sunt supuse mișcării, podurile se desprind și se deformează.
Publicitate
Aceasta permite podurilor să acomodeze stresul, limitând în același timp efortul pe insule.
"Am reușit să încorporăm o mulțime de materiale celulare active de biocombustibil în aceste structuri de nanotuburi de carbon 3-D", a explicat Bandodkar. "Apoi am reușit să punem aceste structuri rigide pe aceste insule izolate. Așa că, chiar și atunci când l-am întins, niciunul dintre întinderi nu a fost experimentat de aceste structuri. "PublicitatePublicitate
" Așa am reușit să menținem densitatea de putere ridicată, în timp ce încorporează în același timp proprietățile întinse de moale ", a adăugat Bandodkar.
Această abordare inovatoare a permis cercetătorilor să creeze o celulă de biocombustibil care poate fi purtată, care poate genera o putere stabilă timp de două zile, în ciuda întinderii repetate.Potrivit lui Gu, este primul dispozitiv care integrează o celulă de biocombustibili în design-ul podului.
Citiți mai mult: Consumatorii preferă tehnologia purtată de la îngrijorare cu privire la securitatea datelor »
Colaborarea este cheia
Pentru a dezvolta un astfel de dispozitiv, lucrul în echipă interdisciplinară este esențial.
Membrii a trei grupuri diferite de cercetare de la UCSD au fost implicați în acest proiect, inclusiv grupuri conduse de co-autori Joseph Wang, PhD; Sheng Xu, PhD; și Patrick Mercier, dr.
"Grupul profesorului Wang are expertiza in a face componentele active ale celulelor biocombustibile", a explicat Bandodkar. "Grupul profesorului Xu are expertiză în realizarea acestor structuri moi, elastice și subtiri. Grupul profesorului Mercier are experiență în electronica cu consum redus de energie. "
În trecut, cercetătorii din aceste grupuri au lucrat și pe alte tehnologii care pot fi purtate.
De exemplu, Bandodkar, Wang și colegii săi au dezvoltat anterior senzori de tatuaj, concepuți pentru a monitoriza nivelurile de electroliți și de glucoză.
Acum sunt interesați să afle dacă plasturele de piele al celulelor de biocarburanți poate fi folosit pentru a acționa astfel de senzori.
"Când lucram la astfel de lucruri, bateria este întotdeauna o problemă", a spus Bandodkar. "Acum, ceea ce vrem să facem este să folosim aceste celule de biocombustibil pentru a alimenta senzori chimici. Acesta este un lucru pe care suntem în curs de explorare. "
Prin colaborarea interdisciplinară a acestora, creatorii patch-urilor pentru piele pentru celule de biocarburanți ajută la împingerea câmpului senzorilor și sistemelor de sănătate care pot fi purtați în față.
