Χρησιμοποιώντας την άσκηση Sweat to Generate Electric
Πίνακας περιεχομένων:
- Ενώ χρειάζεται περισσότερη έρευνα, αυτό το έμπλαστρο αντιπροσωπεύει μια σημαντική εξέλιξη στον τομέα των φορητών κυττάρων βιοκαυσίμων.
- Μέλη από τρεις διαφορετικές ερευνητικές ομάδες στο UCSD συμμετείχαν σε αυτό το έργο, συμπεριλαμβανομένων ομάδων με επικεφαλής τους συν-συγγραφείς Joseph Wang, PhD. Sheng Xu, PhD; και Patrick Mercier, PhD.
Τι γίνεται αν θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε το ανθρώπινο σώμα για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών συσκευών;
Μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο (UCSD) κάνουν ακριβώς αυτό.
ΔιαφήμισηΔιαφήμισηΣε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Energy & Environmental Science, οι συγγραφείς ανέφεραν την πρόσφατη εφεύρεση τους για ένα εύκαμπτο δέρμα που δημιουργεί ηλεκτρισμό από τον ανθρώπινο ιδρώτα.
Τώρα, ένας μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο Northwestern, ο Bandodkar ολοκλήρωσε πρόσφατα το διδακτορικό του στη νανομηχανική στο UCSD.Διαφήμιση
"Το γαλακτικό στον ιδρώτα καταναλώνεται βασικά από αυτό το έμπλαστρο, το οποίο παράγει ηλεκτρισμό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία άλλων ιατρικών συσκευών", δήλωσε.ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση
Αυτό αντιπροσωπεύει την υψηλότερη πυκνότητα ισχύος που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα για ένα φορητό κύτταρο βιοκαυσίμων. Στην πραγματικότητα, είναι σχεδόν 10 φορές πιο ισχυρό από τις προηγούμενες συσκευές.Μέχρι σήμερα, οι προγραμματιστές χρησιμοποίησαν το έμπλαστρο για να τροφοδοτήσουν μια δίοδο εκπομπής φωτός (LED) και ένα ραδιόφωνο χαμηλής ενέργειας Bluetooth (BLE).
"Αυτή τη στιγμή διαθέτουμε όλους αυτούς τους αισθητήρες και συστήματα που φορούν, τα οποία απαιτούν ογκώδεις μπαταρίες. Και πολλές φορές, το βάρος της μπαταρίας είναι πολύ μεγαλύτερο από το βάρος της πραγματικής συσκευής "εξηγεί ο Bandodkar. "Αλλά αυτό που έχετε με αυτό το έμπλαστρο είναι ένα σύστημα συγκομιδής ενέργειας στο σώμα, το οποίο μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό από το σώμα σας και να το χρησιμοποιήσει για την τροφοδότηση άλλων φορητών συστημάτων. "
Με την εξάλειψη της ανάγκης για ογκώδεις μπαταρίες, τα φορητά κύτταρα βιοκαυσίμων μπορούν να βοηθήσουν τους ειδικούς να αναπτύξουν μικρότερες και ελαφρύτερες ιατρικές συσκευές που μπορούν να φορεθούν στο σώμα και να κινούνται από αυτό.
ΔιαφήμισηΔιαφήμιση
Διαβάστε περισσότερα: Πόσο ευπαθείς είναι οι προσωπικές ιατρικές συσκευές στους χάκερς; »Είναι αρκετά τεντωμένο για το δέρμα
Ενώ χρειάζεται περισσότερη έρευνα, αυτό το έμπλαστρο αντιπροσωπεύει μια σημαντική εξέλιξη στον τομέα των φορητών κυττάρων βιοκαυσίμων.
Εκτός από την υψηλή πυκνότητα ισχύος, είναι επίσης αρκετά ευέλικτη ώστε να συμμορφώνεται με το ανθρώπινο σώμα.
Διαφήμιση
«Για να φτιάξουμε μια φορητή συσκευή, πρέπει να την κάνουμε πολύ ευέλικτη ή ακόμα και εφελκυστική», δήλωσε στο Healthline ο Yue Gu, συν-συγγραφέας του εγγράφου και δεύτερος φοιτητής στο UCSD.Διαφορετικά, η συσκευή θα σπάσει κάτω από το στέλεχος της κίνησης.
Για να δημιουργήσετε μια ευέλικτη συσκευή, οι ερευνητές κανόνισαν τις άκαμπτες δομές νανοσωλήνων άνθρακα 3-D σε μια τεντωμένη διαμόρφωση «νησιού-γέφυρας».
Σε αυτό το σχέδιο, τα σταθερά συνδεδεμένα νησιά συνδέονται με σερπαντίνα γεφύρια.Όταν υποβάλλονται σε κίνηση, οι γέφυρες ξετυλίγονται και παραμορφώνονται.
Διαφήμιση
Αυτό επιτρέπει στις γέφυρες να δέχονται άγχος, περιορίζοντας παράλληλα την ένταση των νησιών.
«Ήμασταν σε θέση να ενσωματώσουμε πολλά ενεργά υλικά κυψελών βιοκαυσίμων σε αυτές τις 3-D δομές νανοσωλήνων άνθρακα», εξήγησε ο Bandodkar. "Τότε μπορέσαμε να βάλουμε αυτές τις άκαμπτες δομές πάνω σε αυτά τα απομονωμένα νησιά. Έτσι, ακόμη και όταν το τεντώσαμε, δεν υπήρχε καμία από τις εν λόγω δομές. "ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση
« Έτσι κατορθώσαμε να διατηρήσουμε την πυκνότητα υψηλής ισχύος, ενώ παράλληλα έχουμε ενσωματώσει τις μαλακές ευέλικτες ιδιότητες »πρόσθεσε ο Bandodkar.
Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση επέτρεψε στους ερευνητές να δημιουργήσουν μια φορητή κυψέλη βιοκαυσίμων που μπορεί να παράγει σταθερή ισχύ για δύο ημέρες, παρά το επαναλαμβανόμενο τέντωμα.Σύμφωνα με τον Gu, είναι η πρώτη συσκευή που ενσωματώνει μια κυψέλη βιοκαυσίμων στο σχεδιασμό της γέφυρας του νησιού.
Διαβάστε περισσότερα: Οι καταναλωτές προτιμούν να φορούν την τεχνολογία από την ανησυχία τους για την ασφάλεια των δεδομένων »
Η συνεργασία είναι το κλειδί
Για να αναπτυχθεί μια τέτοια συσκευή, η διεπιστημονική ομαδική εργασία είναι κρίσιμη.
Μέλη από τρεις διαφορετικές ερευνητικές ομάδες στο UCSD συμμετείχαν σε αυτό το έργο, συμπεριλαμβανομένων ομάδων με επικεφαλής τους συν-συγγραφείς Joseph Wang, PhD. Sheng Xu, PhD; και Patrick Mercier, PhD.
"Η ομάδα του καθηγητή Wang έχει εμπειρία στην κατασκευή των ενεργών συστατικών των κυψελών βιοκαυσίμων", εξήγησε ο Bandodkar. "Η ομάδα του καθηγητή Xu έχει εξειδίκευση στην κατασκευή αυτών των μαλακών, τεντώσιμων κατασκευών γεφυρών νησιού. Και η ομάδα του καθηγητή Mercier έχει εμπειρία σε ηλεκτρονικά χαμηλής ενέργειας. "
Στο παρελθόν, ερευνητές από αυτές τις ομάδες έχουν επίσης εργαστεί σε άλλες φορητές τεχνολογίες.
Για παράδειγμα, οι Bandodkar, Wang και συνεργάτες ανέπτυξαν προηγουμένως αισθητήρες τύπου τατουάζ σχεδιασμένοι για την παρακολούθηση των επιπέδων ηλεκτρολυτών και γλυκόζης.
Τώρα ενδιαφέρονται να μάθουν αν η επικάλυψη δερματικών κυττάρων βιοκαυσίμου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία τέτοιων αισθητήρων.
«Όταν εργαζόμασταν σε αυτά τα πράγματα, η μπαταρία είναι πάντα ένα πρόβλημα», είπε ο Bandodkar. "Τώρα, αυτό που θέλουμε να κάνουμε είναι να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις μονάδες βιοκαυσίμων για να τροφοδοτήσουμε χημικούς αισθητήρες. Αυτό είναι κάτι που βρισκόμαστε στη διαδικασία της εξερεύνησης. "
Μέσω της διεπιστημονικής συνεργασίας τους, οι δημιουργοί της επιδερμίδας του δέρματος των βιοκαυσίμων βοηθούν να προωθήσουν το πεδίο των φορητών αισθητήρων υγείας και των συστημάτων προς τα εμπρός.
