A Sweat a villamosenergia-termeléshez
Tartalomjegyzék:
- Míg több kutatásra van szükség, ez a tapasz jelentõs fejlõdést jelent a hordható bioüzemanyagcellák területén.
- E projektben részt vettek az UCSD három különböző kutatócsoportjának tagjai, beleértve a Joseph Wang társszerző vezetésével rendelkező csoportokat; Sheng Xu, PhD; és Patrick Mercier PhD.
Mi lenne, ha az emberi testet az elektronikus eszközök áramellátására használnánk?
A tudósok egy csoportja a Kaliforniai Egyetem San Diego-i Egyetemen (UCSD) éppen ezt csinálja.
AdvertisementAdvertisementAz Energy & Environmental Science című folyóiratban megjelent cikkében a szerzők a legutóbbi, rugalmas bőrfoltról számoltak be, amely az emberi verejtékből áramot generál.
Most a Northwestern Egyetem posztdoktori munkatársa, a Bandodkar közelmúltban PhD-t végzett a nanoengineering-ben az UCSD-nél.Advertisement
"A verejtékű laktátot alapvetően ez a tapasz fogyasztja, ami elektromos áramot generál, amely más orvosi eszközök táplálására használható" - mondta.AdvertisementAdvertisement
Ez a legmagasabb teljesítménysűrűséget képviseli a hordozható bioüzemanyagcellában. Tény, hogy közel 10-szer erősebb, mint a múltbeli eszközök.Eddig a fejlesztők a foltot a fénykibocsátó diódák (LED) és a Bluetooth Low Energy (BLE) rádió használatára használják.
"Jelenleg mindezek a hordható érzékelőkkel és rendszerekkel rendelkeznek, amelyek nagyméretű elemeket igényelnek. És sokszor az akkumulátor súlya sokkal nagyobb, mint a tényleges eszköz súlya - magyarázta Bandodkar. "De ami ezzel a tapasszal van, egy testre szabott energia-betakarítási rendszer, amely elektromos energiát termelhet a testedből, és használhatja más hordható rendszerek táplálására. "
A nagyméretű elemek szükségességének kiküszöbölésével a hordozható bioüzemanyagcellák segíthetnek a szakembereknek olyan kisebb és könnyebb orvostechnikai eszközök kifejlesztésében, amelyek a testen viselhetőek és az általuk működtetett készülékek is.
AdvertisementAdvertisement
További információ: Milyen sebezhetőek a személyes orvosi eszközök a hackerek számára? »Bõr kellõen nyújtható
Míg több kutatásra van szükség, ez a tapasz jelentõs fejlõdést jelent a hordható bioüzemanyagcellák területén.
A nagy teljesítménysűrűség mellett elég rugalmas ahhoz, hogy megfeleljen az emberi testnek.
"
A hordozható eszköz létrehozása érdekében rugalmasnak, vagy akár nyújthatónak kell lennie" - nyilatkozta Yue Gu, a papír társszerzője és az UCSD másodikéves PhD hallgatója.
Ellenkező esetben a készülék törni fog a mozgás törzse alatt.Hirdetésmarketing
Rugalmas eszköz létrehozása érdekében a kutatók a merev 3-D szén nanocső szerkezetet rugalmasan "szigethídra" alakították.
Ebben a kialakításban a szilárdan ragasztott szigetek serpentin hidakkal vannak összekötve.Ha mozgás alatt áll, a hidak lazulnak és deformálódnak.
Reklám
Ez lehetővé teszi a hidak számára a stressz befogadását, miközben korlátozza a törzseket a szigeteken.
"Sok aktív bioüzemanyag-anyagot beépítettünk ezekbe a 3-D szén nanocsövekbe" - magyarázta Bandodkar. "Aztán sikerült ezeket a kemény struktúrákat felállítani ezen elszigetelt szigetekre. Tehát még akkor is, amikor kifeszítettük, egyikük sem tapasztalta ezeket a struktúrákat. "AdvertisementAdvertisement
" Így tudtuk fenntartani a nagy teljesítményű sűrűséget, miközben még mindig olyan puha nyújtható tulajdonságokkal rendelkeztek "- tette hozzá Bandodkar.
Ez az innovatív megközelítés lehetővé tette a kutatók számára, hogy létrehozzanak egy hordozható bioüzemanyagcellát, amely két nap alatt stabilan képes termelni, az ismételt nyújtás ellenére.A Gu szerint ez az első olyan eszköz, amely integrálja a bioüzemanyagcellát a sziget-híd tervezésébe.
Bővebben: A fogyasztók, mint a hordható technológia, aggodalomra adnak okot az adatbiztonságról. "
Együttműködés kulcsfontosságú
Ehhez hasonló eszköz kifejlesztéséhez az interdiszciplináris csapatmunka kritikus.
E projektben részt vettek az UCSD három különböző kutatócsoportjának tagjai, beleértve a Joseph Wang társszerző vezetésével rendelkező csoportokat; Sheng Xu, PhD; és Patrick Mercier PhD.
"Wang professzor csoportja szakértelemmel rendelkezik a bioüzemanyag-cellák aktív összetevőinek kialakításában" - magyarázta Bandodkar. "Xu professzor csoportja szakértelemmel rendelkezik ezeknek a puha, nyújtható sziget-híd struktúráknak. Mercier professzor csoportja pedig tapasztalattal rendelkezik az alacsony energiafelhasználású elektronikában. "
A múltban ezen csoportok kutatói más hordozható technológiákon is dolgoztak.
Például Bandodkar, Wang és munkatársai korábban kifejlesztettek olyan tetoválószerű érzékelőket, amelyek az elektrolit és a glükóz szintjének monitorozására szolgáltak.
Most érdekli, hogy megtudják-e, hogy a bioüzemanyagcellás bőrfoltot ilyen érzékelők táplálják-e.
"Amikor dolgoztunk ilyen dolgokon, az akkumulátor mindig probléma," mondta Bandodkar. "Most, amit akarunk, használjuk ezeket a bioüzemanyag cellákat a kémiai érzékelők tápellátásához. Ez valami, amit a feltárás folyamatban vagyunk. "
Az interdiszciplináris együttműködés révén a bioüzemanyag-sejtek bőrfoltjának alkotói segítik a hordozható egészségügyi érzékelők és rendszerek terjeszkedését.
