利用人體微生物自發電可穿戴設備普及更進一步
最近發表在《Nature Communications》上的新研究,讓我們看到了微型可穿戴設備普及的可能性,也就是利用人體微生物進行自發電的儲能技術。一直以來,限制著人體可穿戴設備產業發展其中一個主要因素就是電池技術,尤其是對於一些植入式的可穿戴設備而言,如果要做成微型化,必須要面對的一個問題就是儲能,也就是供電系統的微型化。
而來自阿默斯特大學的新研究展示了一種生物膜,它利用死亡細菌的屍體從汗液中發電,而且它所獲得的電能和電池一樣有效。目前這項技術是建立在先前對一種被稱為Geobacter sulfurreducens的特殊菌株的研究之上。
這種微生物也被稱為electricigens,是已經證明在某些條件下,包括在人體汗液的蒸發過程中,有能力產生電力的幾種微生物之一。這使得它成為用於生物膜的理想候選者,而生物膜則可以粘在皮膚上,從而通過汗液的蒸發為可穿戴電子設備收集可用的電力。
而目前這項技術所遇到的難點在於,要保持持續的電能轉換,就需要人體能夠持續性的排出一些汗液。而我們人體並不是能夠常常排出足夠的汗液,尤其是在天氣寒冷的季節。儘管阿默斯特團隊發現,G. sulfurreducens不需要活著就能發電,但是要在人體上經常性的獲得汗液還是一個現實的困難。
當然,也可以藉助於這項技術來提醒我們在特定的時間需要進行運動,借助於運動來獲得汗液,以維持充電。
而這項最新的研究,最新的實驗表明,生物膜皮膚貼片至少可以保持18個小時的性能並能為測量脈搏、呼吸和其他身體信號的應變傳感器供電。在實驗室測試中,這些生物膜在測試的第35天顯示出與第一天相似的性能。
可以說,這項技術的發現,在很大的程度上將會對植入式的可穿戴醫療設備帶來巨大的革命,會促使植入式的可穿戴醫療設備產業發展。