Исследователи из CU Boulder разработали новое недорогое носимое устройство, которое превращает человеческое тело в биологическую батарею.
Устройство, описанное в журнале Science Advances, достаточно эластично, чтобы вы могли носить его как кольцо, браслет или любой другой аксессуар, который касается вашей кожи. Он также подключается к естественному теплу человека, используя термоэлектрические генераторы для преобразования внутренней температуры тела в электричество.
“В будущем мы хотим иметь возможность питать вашу носимую электронику без необходимости включать батарею”, - сказал Цзяньлян Сяо, старший автор новой статьи и доцент кафедры машиностроения Пола М. Рэди в CU Boulder.
Эта концепция может звучать как что-то из серии фильмов "Матрица", в которой раса роботов поработила людей, чтобы собрать их драгоценную органическую энергию. Сяо и его коллеги не настолько амбициозны: их устройства могут генерировать около 1 вольта энергии на каждый квадратный сантиметр кожного пространства—меньше напряжения на область, чем большинство существующих батарей, но все же достаточно для питания электроники, такой как часы или фитнес-трекеры.
Ученые ранее экспериментировали с подобными термоэлектрическими носимыми устройствами, но Xiao's эластичен, может самовосстанавливаться при повреждении и полностью перерабатывается—что делает его более чистой альтернативой традиционной электронике.
“В будущем мы хотим иметь возможность питать вашу носимую электронику без необходимости включать батарею”, - сказал Цзяньлян Сяо, старший автор новой статьи и доцент кафедры машиностроения Пола М. Рэди в CU Boulder.
Эта концепция может звучать как что-то из серии фильмов "Матрица", в которой раса роботов поработила людей, чтобы собрать их драгоценную органическую энергию. Сяо и его коллеги не настолько амбициозны: их устройства могут генерировать около 1 вольта энергии на каждый квадратный сантиметр кожного пространства—меньше напряжения на область, чем большинство существующих батарей, но все же достаточно для питания электроники, такой как часы или фитнес-трекеры.
Ученые ранее экспериментировали с подобными термоэлектрическими носимыми устройствами, но Xiao's эластичен, может самовосстанавливаться при повреждении и полностью перерабатывается—что делает его более чистой альтернативой традиционной электронике.
“Всякий раз, когда вы используете батарею, вы истощаете эту батарею и, в конечном счете, должны будете заменить ее”, - сказал Сяо. - Самое приятное в нашем термоэлектрическом приборе то, что вы можете носить его, и он обеспечивает вас постоянной энергией.”
Этот проект не первая попытка Сяо объединить человека с роботом. Он и его коллеги ранее экспериментировали с созданием “электронной кожи”, носимых устройств, которые выглядят и ведут себя так же, как настоящая человеческая кожа. Однако этот эпидермис андроида должен быть подключен к внешнему источнику питания, чтобы работать.
До сих пор. Последняя инновация группы начинается с основы, изготовленной из эластичного материала под названием полиимин. Затем ученые вставляют в это основание ряд тонких термоэлектрических чипов, соединяя их все жидкими металлическими проводами. Конечный продукт выглядит как нечто среднее между пластиковым браслетом и миниатюрной материнской платой компьютера или, возможно, техничным бриллиантовым кольцом.
“Наша конструкция делает всю систему растягиваемой, не внося большого напряжения в термоэлектрический материал, который может быть действительно хрупким”, - сказал Сяо.
Просто представь, что ты вышел на пробежку. Когда вы тренируетесь, ваше тело нагревается, и это тепло будет излучаться в прохладный воздух вокруг вас. Устройство Сяо улавливает этот поток энергии, а не позволяет ему идти впустую.
“Термоэлектрические генераторы находятся в тесном контакте с человеческим телом, и они могут использовать тепло, которое обычно рассеивается в окружающую среду” , - сказал он.
Он добавил, что вы можете легко увеличить эту мощность, добавив больше блоков генераторов. В этом смысле он сравнивает свой дизайн с популярной детской игрушкой.
“Что я могу сделать, так это объединить эти меньшие единицы, чтобы получить большую единицу” , - сказал он. “Это все равно, что собрать кучу маленьких кусочков Лего, чтобы сделать большую структуру. Это дает вам много возможностей для настройки.”
Сяо и его коллеги подсчитали, например, что человек, совершающий быструю прогулку, может использовать устройство размером с обычный спортивный браслет, чтобы генерировать около 5 вольт электричества—это больше, чем могут собрать многие часовые батареи.
Как и электронная кожа Сяо, новые устройства столь же эластичны, как и биологическая ткань. Например, если ваше устройство порвется, вы можете зажать сломанные концы, и они снова запечатаются всего за несколько минут. И когда вы закончите с устройством, вы можете окунуть его в специальный раствор, который отделит электронные компоненты и растворит полииминовую основу—каждый из этих ингредиентов может быть использован повторно.
“Мы стараемся сделать наши устройства как можно более дешевыми и надежными, а также иметь как можно более близкое к нулю воздействие на окружающую среду” , - сказал Сяо.
Хотя в дизайне все еще есть перегибы, он считает, что устройства его группы могут появиться на рынке через 5-10 лет.
СПАСИБО, ЧТО ДОЧИТАЛИ ДО КОНЦА, МЫ ЦЕНИМ ЭТО. ОЦЕНИТЕ СТАТЬЮ ЛАЙКОМ ИЛИ ДИЗЛАЙКОМ, ЭТО ЗАЙМЕТ МЕНЬШЕ 5 СЕКУНД, ДЕЛИТЕСЬ СВОИМ МНЕНИЕМ В КОММЕНТАРИЯХ.
А так же рекомендую прочесть "Эволюция мобильных телефонов-смартфонов 2000-2020 г."