XNUMXD덴탈의 technology 팔꿈치를 구부리는 것부터 손목의 맥박과 같은 미묘한 움직임까지 인체의 움직임을 웨어러블 및 이식형 진단 센서에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있는 전기로 변환합니다.
연구원들은 작은 자석이 기계적인 압력에 의해 지속적으로 함께 밀고 당겨질 때 재료가 자화되는 정도의 변화인 자기탄성 효과가 딱딱한 시스템뿐만 아니라 부드럽고 유연한 시스템에서도 존재할 수 있음을 발견했습니다.
그들의 개념을 증명하기 위해 팀은 종이처럼 얇은 실리콘 매트릭스에 분산된 미세한 자석을 사용하여 매트릭스에 물결 모양의 강도가 변화하는 자기장을 생성했습니다. 자기장의 세기가 이동함에 따라 전기가 생성됩니다.
연구 리더인 Jun Chen은 "우리의 발견은 인체 중심적이고 사물 인터넷에 연결할 수 있는 실용적인 에너지, 감지 및 치료 기술을 위한 새로운 길을 열어줍니다."라고 말했습니다.
Chen과 그의 팀은 백금 촉매 실리콘 폴리머 매트릭스와 네오디뮴-철-붕소 나노자석으로 만든 작고 유연한 자기탄성 발생기(미국 XNUMX/XNUMX 크기)를 만들었습니다. 그런 다음 부드럽고 신축성 있는 실리콘 밴드로 대상의 팔꿈치에 부착했습니다. 그들이 관찰한 자기탄성 효과는 경질 금속 합금을 사용한 유사한 크기의 설정보다 XNUMX배 더 컸습니다.
결과적으로 이 장치는 제곱센티미터당 4.27밀리암페어의 전류를 생성했으며, 이는 다음으로 우수한 비교 기술보다 10,000배 더 우수합니다.
사실, 유연한 자기탄성 발생기는 너무 민감하여 인간의 맥파를 전기 신호로 변환하고 자체 전원을 공급하는 방수 심박수 모니터 역할을 할 수 있습니다. 생성된 전기는 땀과 같은 다른 웨어러블 장치에 지속적으로 전력을 공급하는 데 사용될 수도 있습니다. 감지기 또는 온도계.
인체 움직임에서 에너지를 수집하여 센서 및 기타 장치에 전력을 공급하는 웨어러블 발전기를 만들기 위한 노력이 계속되고 있지만 실용성 부족으로 이러한 진전이 저해되었습니다.
예를 들어, 자기탄성 효과가 있는 경질 금속 합금은 피부에 밀착될 만큼 충분히 구부러지지 않고 실행 가능한 응용 분야에 의미 있는 수준의 전력을 생성합니다.
정전기에 의존하는 다른 장치는 충분한 에너지를 생성하지 않는 경향이 있습니다. 습한 환경이나 피부에 땀이 나면 성능이 저하될 수도 있습니다.
일부는 물을 차단하기 위해 이러한 장치를 캡슐화하려고 시도했지만 그 효과가 감소했습니다.
그러나 UCLA 팀의 웨어러블 자기탄성 발전기는 일주일 동안 인공 땀에 흠뻑 젖어도 잘 테스트되었습니다.