Вскоре наши носимые устройства для фитнеса могут питаться от лактата, выделяемого потом.
Носимые электронные устройства вскоре могут питаться от человеческого пота, заявила исследовательская группа из Токийского университета науки (TUS).
Хотя электроника и биосенсоры являются отличными инструментами для мониторинга состояния здоровья, относительно короткое время работы от батарей означает, что их сложно удерживать в течение длительного времени прикрепленными к нашему телу, не снимая их для подзарядки.
Команда ученых из Японии заявляет, что успешно разработала и протестировала носимый массив биотопливных элементов, который вырабатывает электричество из лактата человеческого пота. Их результаты опубликованы в Journal of Power Sources.
Носимые биосенсоры могут произвести революцию в здравоохранении, 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 для измерения конкретных биосигналов, указывающих на здоровье пользователя.
Хотя ученые разработали множество гибких материалов для электродов и гибких схем, используемых для носимых устройств, разработка инновационных методов питания машин остается сложной задачей.
Поскольку кнопочные батарейки, которые обычно используются в наручных часах, слишком толстые для самых маленьких устройств, исследователи пытаются найти новый способ обеспечить питание носимых биосенсоров.
Команда из TUS задает дразнящий и немного неприятный вопрос: что, если человеческий пот может сделать нас источниками энергии?
Жидкости человеческого тела - потенциальный источник энергии для биосенсоров
Под руководством доцента Исао Шитанды из Токийского научного университета Японии команда представила новую конструкцию массива биотопливных ячеек, в которой используется лактат, химическое вещество, выделяемое потом, для выработки электричества, достаточного для питания биосенсора, а также устройств беспроводной связи на короткий промежуток времени.
Массив биотопливных ячеек чем-то похож на повязку, и их легко носить на руке или предплечье. Он сделан из водоотталкивающей бумажной основы, на которой параллельно выложены биотопливные элементы. Каждая из этих клеток содержит ферменты в электродах, которые вырабатывают электрический ток при реакции с лактатом.
Слои бумаги используются для сбора пота пользователя и его транспортировки к клеткам за счет капиллярного эффекта - того же эффекта, при котором вода быстро проходит через бумагу при контакте с влажной поверхностью.
«В наших экспериментах наши бумажные биотопливные элементы могли генерировать напряжение 3,66 В и выходную мощность 4,3 мВт. Насколько нам известно, эта мощность значительно выше, чем у ранее описанных лактатных биотопливных элементов», - сказал доктор. Шитанда объяснил.
На самом деле это не первый биотопливный элемент на основе лактата - в 2017 году исследователи из школы электротехники и компьютерной инженерии Бингемтонского университета разработали прототип растягивающейся батареи, которая преобразует человеческий пот в электричество.
Однако исследователи говорят, что их новая модель выделяется по сравнению с предыдущими биотопливными элементами на основе лактата, поскольку их пористая углеродная краска может быть изготовлена с помощью трафаретной печати, а это означает, что она вполне может быть жизнеспособной для массового производства.
Наряду с новыми разработками, такими как интеллектуальная одежда MIT CSAIL, которая отслеживает движения пользователя, и интеллектуальное нижнее белье от текстильной компании Myant. Мы возможно, находимся на пути к будущему, в котором сигналы нашего тела будут постоянно отслеживаться и питаться через физиологические жидкости.