Сегодня многие люди следят за своим здоровьем и спортивными успехами при помощи умной носимой электроники, вроде фитнес-трекеров. Часто такие гаджеты рассчитаны на круглосуточное ношение, поскольку могут отслеживать и физическую активность, и сон пользователя. Увы, носить их в режиме 24/7 просто невозможно, поскольку они все еще нуждаются в зарядке. Ученые из Калифорнийского технологический института решили эту проблему. Они разработали умную электронную кожу, которая может содержать в себе множество датчиков, а в качестве источника питания использует пот пользователя.
«Одна из главных проблем, связанных с носимыми устройствами, заключается в питании. Многие гаджеты используют батарейки, но это не очень практично. Некоторые разработчики пытались использовать солнечные батареи или собирать энергию движения человека, но мы решили выяснить, можно ли получить из пота достаточно энергии, чтобы привести в действие носимые устройства. Ответ положительный», - рассказывает доцент Вэй Гао, один из авторов проекта.
Пот человека содержит лактат (молочную кислоту). Этот побочный продукт нормального метаболизма поглощается элементами питания электронной кожи. Элементы созданы из углеродных нанотрубок, содержащих платиновый/кобальтовый катализатор и фермент, который разрушает лактат. Отходы организма смешиваются с кислородом из окружающего воздуха. В результате получается вода и пируват (соль пировиноградной кислоты).
Ученые говорят, что в ходе этих химических реакций микроскопические ячейки вырабатывают достаточно энергии, чтобы питать нательные сенсоры. Вырабатываемая мощность доходит до “нескольких милливатт на квадратный сантиметр кожи”. Этого хватает, чтобы беспрерывно питать монитор сердечного ритма, датчик температуры тела, датчик, измеряющий уровень сахара в крови. Также энергии хватает на питание Bluetooth-модуля, который передает всю собранную информацию на синхронизированный смартфон.
По словам доцента Гао, нательный Bluetooth-модуль потребляет больше энергии, чем биосенсоры, и работает на очень небольшом расстоянии. То есть, чтобы считать показатели с электронной кожи, смартфон нужно поднести к ней. Но даже в таком режиме возможность беспроводной передачи информации оказывается очень полезной.
Прототип электронной кожи выполнен в виде эластичного пластыря, который приклеивается к коже человека. Он сохраняет работоспособность в течение нескольких дней, но команда намерена повысить продолжительность работы устройства. В будущем эта технология может лечь в основу нового класса нательных гаджетов, не требующих подзарядки. Также она может быть использована при разработке интерфейса человек/машина и роботизированных протезов.
Подробнее об электронной коже можно прочитать в журнале Science Robotics.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
