Появление недорогих носимых датчиков, которые могут контролировать частоту сердечных сокращений и температуру тела, а также уровень сахара в крови и метаболические побочные продукты. Позволило исследователям и специалистам в области здравоохранения контролировать здоровье человека способами, кой никогда прежде не были возможны. Но, как и все электронные устройства, эти носимые датчики нуждаются в источнике питания. Батареи-это вариант, но не обязательно идеальный, потому что они могут быть громоздкими, тяжелыми и разряжаться.
Теперь ученый разработал новый способ питания беспроводных носимых датчиков: он собирает кинетическую энергию, которая вырабатывается человеком, когда он перемещается.
Этот сбор энергии производится с помощью тонкого сэндвича материалов (тефлон, медь и полиамид), которые прикреплены к коже человека. Когда человек двигается, эти листы материала трутся о скользящий слой из меди и полиимида и генерируют небольшое количество электричества. Эффект, известный как трибоэлектричество, возможно, лучше всего иллюстрируется статическим электрическим током, который человек может получить, пройдя по ковровому покрытию, а затем прикоснувшись к металлической дверной ручке.
Наш трибоэлектрический генератор, также называемый нано-генератором, имеет статор, кой прикреплен к туловищу, и ползунок, который прикреплен к внутренней стороне руки. Ползунок скользит по статору во время движения человека, и в то же время генерируется электрический ток, механизм довольно прост. Трение приводит к выработке электроэнергии.
Вместо того, чтобы использовать модные материалы, мы используем коммерчески доступные гибкие печатные платы. Этот материал дешев и очень прочен и механически прочен в течение длительного периода времени.
Нано-генератор не производит много электричества; действительно, для питания 40-ваттной электрической лампочки нужно устройство площадью 100 квадратных метров. Однако носимые датчики Gao имеют низкие требования к питанию, и система накапливает выработанное электричество в конденсаторе до тех пор, пока не будет достаточно заряда, чтобы снять показания с датчика и по беспроводной сети отправить данные на мобильный телефон через Bluetooth. Чем больше человек двигается, тем чаще датчик может собирать данные. Однако даже если человек ведет довольно сидячий образ жизни, датчик со временем накопит достаточно энергии для работы.
Ученый в конечном счете хотел бы запустить свои носимые датчики, используя энергию, которая генерируется несколькими методами. Например, носимое устройство может использовать электричество, вырабатываемое из пота, трибоэлектрический генератор и небольшие носимые солнечные батареи.
