Senaman, Alat Wearable, Peluh dan Elektrik
Isi kandungan:
Bagaimana jika anda boleh menggunakan tubuh manusia untuk kuasa peranti elektronik?
Sekumpulan saintis di University of California San Diego (UCSD) melakukan perkara itu.
AdvertisementAdvertisementDalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal Tenaga & Sains Alam Sekitar, penulis mencatatkan penemuan terbaru mereka tentang patch kulit yang fleksibel yang menghasilkan elektrik dari peluh manusia.
"Ia seperti bateri, tetapi kuasa dihasilkan oleh bahan kimia yang dipanggil laktat," kata Amay Bandodkar, penulis pertama, kepada Healthline.
Sekarang seorang pasca doktoral di Universiti Northwestern, Bandodkar baru-baru ini telah menamatkan pengajian PhD dalam bidang sains di UCSD.
Iklan"Laktat dalam peluh pada dasarnya dimakan oleh patch ini, yang menghasilkan tenaga elektrik yang boleh digunakan untuk menggerakkan peranti perubatan lain," katanya.
Patch mempamerkan voltan litar terbuka 0. 5 volt, dan ketumpatan kuasa hampir 1. 2 milliit per sentimeter kuasa dua.
AdvertisementAdvertisementItu mewakili kepadatan kuasa tertinggi yang dicatatkan setakat ini untuk sel biofuel yang boleh dipakai. Malah, ia hampir 10 kali lebih kuat berbanding peranti masa lalu.
Setakat ini, pemaju telah menggunakan patch itu untuk memancarkan radio diod pemancar cahaya (LED) dan radio Bluetooth BELAKANG Rendah (BLE).
Pada masa akan datang, mereka percaya ia boleh digunakan untuk sensor kuasa yang direka untuk memantau kesihatan dan kecergasan pemakai.
"Sekarang, kita mempunyai semua sensor dan sistem yang boleh dipakai yang memerlukan bateri yang besar. Dan banyak kali, berat bateri jauh lebih tinggi daripada berat peranti sebenar, "jelas Bandodkar. "Tetapi apa yang anda miliki dengan tampalan ini adalah sistem penuaian tenaga pada tubuh, yang dapat menjana tenaga elektrik dari badan anda dan menggunakannya untuk menyalurkan sistem dpt dipakai yang lain. "
Dengan menghapuskan keperluan untuk bateri yang besar, sel-sel biofuel yang boleh dipakai boleh membantu para pakar mengembangkan alat-alat perubatan yang lebih kecil dan lebih ringan yang dapat dipakai di badan, dan dikuasai olehnya juga.
AdvertisementAdvertisementBaca lebih lanjut: Bagaimana rentan adalah alat-alat perubatan peribadi untuk penggodam? »
Boleh regal cukup untuk kulit
Walaupun penyelidikan lebih diperlukan, patch ini merupakan perkembangan yang penting dalam bidang sel biofuel yang boleh dipakai.
Selain mempamerkan ketumpatan kuasa tinggi, ia juga cukup fleksibel untuk menyesuaikan diri dengan tubuh manusia.
Iklan"Untuk membuat peranti yang boleh dipakai, kita perlu membuatnya sangat fleksibel atau boleh diperbaharui," kata Yue Gu, penulis buku dan pelajar PhD tahun kedua di UCSD, memberitahu Healthline.
Jika tidak, peranti akan pecah di bawah tekanan pergerakan.
AdvertisementAdvertisementUntuk mencipta peranti yang fleksibel, para penyelidik menyusun struktur nanotube karbon 3-tegar ke dalam konfigurasi "jambatan pulau" yang boleh diperbaharui.
Dalam reka bentuk ini, pulau-pulau yang terikat dengan kuat dihubungkan dengan jambatan serpentin.
Apabila mereka tertakluk kepada pergerakan, jambatan melepaskan dan berubah bentuk.
IklanIni membolehkan jambatan untuk menampung tekanan, sementara mengehadkan ketegangan di pulau-pulau.
"Kami dapat menggabungkan banyak bahan sel bahan biofuel aktif ke dalam struktur nanotube karbon 3-D ini," jelas Bandodkar. "Kemudian kami dapat meletakkan struktur tegar ini di atas pulau terpencil ini. Jadi, walaupun ketika kita membentangkannya, tidak ada peregangan yang dialami oleh struktur ini. "
AdvertisementAdvertisement" Ini adalah bagaimana kita dapat mengekalkan ketumpatan berkuasa tinggi, sementara masih mempunyai ciri-ciri lembut yang diperbadankan, "tambah Bandodkar.
Pendekatan inovatif ini membenarkan para penyelidik untuk mencipta sel biofuel yang boleh dipakai yang boleh menjana kuasa yang stabil selama dua hari, walaupun berulang kali.
Menurut Gu, ia adalah peranti pertama yang mengintegrasikan sel biofuel ke dalam reka bentuk pulau-jambatan.
Baca lebih lanjut: Pengguna seperti teknologi yang boleh pakai oleh bimbang tentang keselamatan data »
Kerjasama adalah kunci
Untuk membangunkan peranti seperti ini, kerja berpasukan interdisiplin sangat kritikal.
Ahli dari tiga kumpulan penyelidikan yang berbeza di UCSD terlibat dalam projek ini, termasuk kumpulan yang diketuai oleh pengarang bersama Joseph Wang, PhD; Sheng Xu, PhD; dan Patrick Mercier, PhD.
"Kumpulan Profesor Wang mempunyai kepakaran dalam membuat komponen aktif sel biofuel," jelas Bandodkar. "Kumpulan Profesor Xu mempunyai kepakaran dalam membuat struktur jambatan pulau yang lembut dan boleh diperbaharui ini. Dan kumpulan Professor Mercier mempunyai pengalaman dalam elektronik tenaga rendah. "
Pada masa lalu, penyelidik dari kumpulan ini juga telah bekerja pada teknologi lain yang boleh dipakai.
Sebagai contoh, Bandodkar, Wang, dan rakan-rakan sebelum ini mengembangkan sensor seperti tatu yang direka untuk memantau tahap elektrolit dan glukosa.
Mereka kini berminat untuk belajar jika patch kulit sel biofuel boleh digunakan untuk menggerakkan sensor sedemikian.
"Apabila kami sedang melakukan perkara-perkara seperti ini, bateri sentiasa menjadi masalah," kata Bandodkar. "Sekarang, apa yang kita mahu lakukan ialah menggunakan sel-sel biofuel ini untuk mengawal sensor kimia. Itulah sesuatu yang kita sedang dalam proses meneroka. "
Melalui kolaborasi interdisiplin mereka, pencipta patch kulit sel biofuel membantu mendorong bidang penderia dan sistem kesihatan yang boleh dipakai ke hadapan.
