Носимые электронные устройства вскоре могут питаться от человеческого пота, заявила исследовательская группа из Токийского научного университета (TUS) в пресс-релизе.
Хотя электроника и биосенсоры являются отличными инструментами для мониторинга состояния здоровья, относительно короткое время работы от батареи означает, что трудно держать их прикрепленными к нашему телу в течение длительного времени, не извлекая их для подзарядки.
Теперь группа ученых из Японии заявляет, что успешно разработала и испытала носимый массив биотопливных элементов, который вырабатывает электричество из лактата человеческого пота. Их результаты опубликованы в Journal of Power Sources.
Носимые биосенсоры могут революционизировать здравоохранение, предоставляя врачам данные о пациентах в режиме реального времени, позволяя им отслеживать важные показатели здоровья и улучшать уход за пациентами.
Крошечные устройства обычно носят прямо на коже, чтобы измерять определенные биосигналы, указывающие на здоровье пользователя.
Хотя ученые разработали множество гибких материалов для электродов и гибких цепей, используемых в носимых устройствах, разработка инновационных методов питания машин остается сложной задачей.
Поскольку батарейки-таблетки, обычно используемые в наручных часах, слишком толстые для самых маленьких устройств, исследователи пытаются найти новый способ питания носимых биосенсоров.
Команда из TUS задает дразнящий и немного неприятный вопрос: что, если бы человеческий пот мог сделать нас источниками энергии?
Жидкости человеческого организма - потенциальный источник энергии для биосенсоров
Во главе с доцентом Исао Шитандой из Токийского университета науки, Япония, команда представила новую конструкцию массива биотопливных элементов, в которой используется лактат, химическое вещество, содержащееся в поте, для выработки электроэнергии, достаточной для питания биосенсора. а также устройства беспроводной связи на короткий период времени.
Массив биотопливных элементов выглядит как повязка, и его можно легко носить на руке или предплечье. Он изготовлен из водоотталкивающей бумажной подложки, на которой параллельно выложены элементы биотоплива. Каждая из этих клеток содержит ферменты в электродах, которые производят электрический ток при реакции с лактатом.
Слои бумаги используются для сбора пота владельца и транспортировки его к клеткам за счет капиллярного эффекта - того же эффекта, при котором вода быстро проходит через бумагу, когда она вступает в контакт с влажной поверхностью.
В наших экспериментах наши бумажные биотопливные элементы могли генерировать напряжение 3.66 В и выходной мощностью 4,3 мВт. Насколько нам известно, эта мощность значительно выше, чем у ранее описанных биотопливных элементов с лактатом», - пояснил д-р Шитанда.
На самом деле это не первый биотопливный элемент на основе лактата - исследователи из школы электротехники и вычислительной техники Бингемтонского университета разработали прототип растягивающейся батареи, которая преобразует человеческий пот в электричество в 2017 году.
Тем не менее, исследователи говорят, что их новая модель выделяется по сравнению с предыдущими биотопливными элементами на основе лактата, поскольку их конструкция с пористыми углеродными чернилами может быть изготовлена с помощью трафаретной печати, а это означает, что она вполне может быть жизнеспособна для массового производства.
Наряду с новыми разработками, такими как умная одежда MIT CSAIL, которая отслеживает движения пользователя, и умное нижнее белье от текстильной компании Myant, мы можем быть на пути к будущему, в котором сигналы нашего тела постоянно отслеживаются и питаются от телесных жидкости.