В фильме «Матрица» роботы использовали человеческие тела для выработки энергии. Оказывается, вскоре подобная концепция может стать реальностью. Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере разработали новое недорогое устройство, которое превращает человеческое тело в биологический аккумулятор. Интересно, что их можно установить в кольцо, браслет или любой аксессуар, который касается кожи.
Устройство перерабатывает естественное тепло, выделяемое человеком, с помощью термоэлектрических генераторов. Таким простым способом тепло преобразуется в электричество. - Мы хотим разработать нашу технологию так, чтобы она питала устройства, которые носят на теле, без необходимости подзаряжать аккумулятор, - говорит автор исследования проф. Цзянлян Сяо с факультета машиностроения Пол М. Рэди из Университета Колорадо в Боулдере.
Термоэлектрический гаджет
Концепция напоминает известную из серии фильмов «Матрица», в которых раса роботов поработила людей, чтобы собрать драгоценную энергию, генерируемую их организмами. Однако Сяо и его коллеги не хотят заходить так далеко. Их устройства могут генерировать около 1 вольт энергии на каждый квадратный сантиметр поверхности кожи. Это немного, но все же достаточно для питания электроники, такой как часы и фитнес-трекеры.
Ученые и раньше экспериментировали с аналогичными термоэлектрическими устройствами, но изобретение Сяо имеет преимущества перед предыдущими решениями. Он эластичный, простой в ремонте и безвредный для окружающей среды, что делает его более чистой альтернативой традиционной электронике. «Каждая батарея со временем изнашивается, и ее необходимо заменить», - говорит Сяо. - Самое классное в нашем термоэлектрическом устройстве то, что он обеспечивает постоянное питание, - говорит исследователь.
Тело как аккумулятор
Проф. Сяо ранее работал над созданием электронной кожи, имитирующей работу человеческого органа. Однако подобная система должна была быть подключена к внешнему источнику питания. Поэтому ученый решил разработать устройство, которое избавит от необходимости использовать батарейки.
Когда вы занимаетесь спортом, например, бегаете трусцой, ваше тело нагревается, и тепло передается более прохладному воздуху вокруг вас. Устройство улавливает этот поток энергии, не давая ей пропасть зря. «Термоэлектрические генераторы находятся в тесном контакте с человеческим телом и могут использовать тепло, которое обычно выделяется в окружающую среду», - говорит Сяо.
По словам исследователя, его изобретение может генерировать больше энергии, просто увеличивая площадь поверхности устройства, которая контактирует с кожей. - Мы можем комбинировать меньшие блоки, чтобы получить больше мощности, - говорит проф. Сяо. - Это как собрать несколько маленьких кубиков Лего, чтобы создать большую структуру. Это дает много возможностей для адаптации изобретения к различным потребностям, - подчеркивает он.
Экологическое решение
Сяо и его коллеги подсчитали, что человек, идущий быстрым шагом, может использовать устройство размером с обычный спортивный браслет, чтобы генерировать около 5 вольт электричества. Это больше, чем батарейки, используемые в часах.
Изобретение, разработанное учеными из Колорадо, также очень стойкое и экологичное. Если повязка порвана, вы можете просто сложить ее, и она закроется всего за несколько минут. А когда подобное устройство изнашивается, достаточно погрузить его в специальный раствор, который растворяет биоразлагаемые элементы и оставляет только электронику, которую можно использовать снова.
- Мы стараемся делать наши устройства максимально дешевыми и надежными. В то же время мы также хотим, чтобы они оказывали практически нулевое воздействие на окружающую среду, - говорит Сяо. Однако ученый признает, что устройство еще нуждается в доработке. По мнению исследователя, изобретение будет коммерчески жизнеспособным в течение максимум десяти лет.
Соавторами исследования являются ученые из Китайского технологического института Харбина, Юго-Восточного университета, Чжэцзянского университета, Университета Тунцзи и Университета науки и технологий Хуачжун. Новое изобретение описано в журнале Science Advances .