研究人員開發出全新電子皮膚動力來自於佩戴者的汗水
現在,我們中的許多人通過佩戴像Fitbit公司的健康和健身追踪器來了解自己的情況,而這些追踪器是靠需要充電的電池來運行的。來自加州理工學院的研究人員已經開發出了一種可以裝上傳感器的電子皮膚,它的動力來自於佩戴者的汗水。
“這類可穿戴設備的主要挑戰之一是在電源方面。”該項目研究人員高偉(音譯)說。”很多人都在使用電池,但這並不能持續很久。有些人曾經嘗試過使用太陽能電池或收集人體運動的能量,但我們想知道,’我們能從汗水中獲得足夠的能量來為可穿戴設備供電嗎’,答案是肯定的。”
我們的汗液中含有濃縮的乳酸。這種正常新陳代謝過程中的副產品會被電子皮膚的燃料電池吸收–這些燃料電池由碳納米管製成,裡面有鉑/鈷催化劑和一種酶,這些酶可以分解乳酸鹽,並被複合網狀物所容納。在這裡,人體的排出物與周圍空氣中的氧氣混合,生成水和丙酮酸。
加州理工學院的研究團隊表示,這些生物燃料電池可以產生足夠的持續穩定的電力,為監測心率、體溫和血糖水平等傳感器以及藍牙收音機提供動力。
“雖然近場通信是許多無電池電子皮膚系統的常用方法,但它只能用於很短的距離內的電力傳輸和數據讀取,”高曉明解釋說。”藍牙通信消耗更高的功率,但對於實際的醫療和機器人應用來說,藍牙通信是一種更有吸引力的方法,具有擴展的連接性。”
燃料電池、傳感器和無線通信系統都包含在一個柔軟的彈性橡膠貼片內,直接貼在佩戴者自身的皮膚上。而且研究人員表示,這種以汗水為動力的電子皮膚可以”持續運行多日”。
展望未來,該團隊認為該研發成果可作為多種不同的無電池生物傳感器的平台,並有可能作為人機界面幫助操作未來的假肢。
有關這項研究的論文發表在《科學·機器人學》雜誌上。