Para penyelidik telah membangunkan alat baru yang menuai tenaga dari keringat - di semua tempat - hujung jari anda. Sehingga kini, peranti ini merupakan mesin penuai tenaga badan yang paling cekap yang pernah dicipta, menghasilkan 300 milijoule (mJ) tenaga per sentimeter persegi tanpa sebarang input tenaga mekanikal semasa tidur 10 jam dan tambahan 30 mJ tenaga dengan satu tekan jari. Para penyelidik mengatakan bahawa peranti itu merupakan langkah penting untuk elektronik yang boleh dipakai sendiri.
Biasanya, anda mahukan pulangan pelaburan maksimum dalam tenaga. Anda tidak mahu menghabiskan banyak tenaga melalui latihan untuk mendapatkan sedikit tenaga, ”kata penyelidik kanan, seorang profesor nanoengineering di University of California San Diego. “Tetapi di sini, kami ingin membuat peranti yang disesuaikan dengan aktiviti harian yang tidak memerlukan pelaburan tenaga hampir - anda boleh melupakan peranti ini sepenuhnya dan tidur atau melakukan kerja meja seperti menaip, namun masih terus menjana tenaga. Anda boleh menyebutnya 'kekuatan daripada tidak melakukan apa-apa.' "
Peranti tenaga berasaskan peluh sebelumnya memerlukan latihan yang kuat, seperti berlari atau berbasikal, sebelum pengguna berpeluh cukup untuk mengaktifkan penjanaan tenaga. Tetapi sejumlah besar tenaga yang digunakan semasa bersenam dapat dengan mudah membatalkan tenaga yang dihasilkan, yang sering kali menghasilkan pulangan tenaga pelaburan kurang dari 1%.
Sebaliknya, peranti ini tergolong dalam kategori peneliti tenaga sebagai "Holy Grail". Daripada bergantung pada sumber luaran, tidak teratur seperti cahaya matahari atau pergerakan, yang diperlukan hanyalah sentuhan jari untuk mengumpulkan lebih dari 300 mJ tenaga semasa tidur — yang menurut penulis cukup untuk memberi tenaga kepada beberapa elektronik kecil yang boleh dipakai. Oleh kerana tidak diperlukan pergerakan, nisbah antara tenaga yang dituai dan tenaga yang dilaburkan pada dasarnya tidak terbatas.
Kelihatannya aneh untuk memilih hujung jari sebagai sumber peluh ini, katakanlah, ketiak, tetapi sebenarnya, hujung jari mempunyai kepekatan kelenjar peluh yang paling tinggi berbanding di tempat lain di badan.
"Menghasilkan lebih banyak peluh di jari mungkin berkembang untuk membantu kita menangani sesuatu dengan lebih baik," kata penyelidik pertama, Ph.D nanoengineering. pelajar yang bekerja di makmal Wang. “Kadar keringat di jari dapat mencapai setinggi beberapa mikroliter per sentimeter persegi per menit. Ini signifikan berbanding dengan lokasi lain di badan, di mana kadar peluh mungkin dua atau tiga urutan besarnya lebih kecil. "
Alat yang dikembangkan oleh penyelidik dalam kajian ini adalah sejenis penuai tenaga yang dipanggil sel biofuel (BFC) dan dikuasakan oleh laktat, sebatian larut dalam peluh. Dari luar, ia kelihatan seperti sekeping busa sederhana yang bersambung dengan a litar dengan elektrod, semuanya dilekatkan pada pad jari. Buih itu terbuat dari bahan nanotube karbon, dan alat ini juga mengandungi hidrogel yang membantu memaksimumkan penyerapan peluh.
Ukuran peranti kira-kira 1 sentimeter kuasa dua. Bahannya juga fleksibel, jadi anda tidak perlu risau kerana terlalu kaku atau merasa pelik. Anda boleh memakainya dengan selesa untuk jangka masa yang panjang.
Di dalam peranti, serangkaian tindak balas elektrokimia berlaku. Sel-sel dilengkapi dengan bioenzim pada anoda yang mengoksidakan, atau mengeluarkan elektron dari, laktat; katod didepositkan dengan sejumlah kecil platinum untuk memangkinkan reaksi penurunan yang mengambil elektron untuk mengubah oksigen menjadi air. Sebaik sahaja ini berlaku, elektron mengalir dari laktat melalui litar, mewujudkan arus elektrik. Proses ini berlaku secara spontan: selagi terdapat laktat, tidak ada tenaga tambahan yang diperlukan untuk memulakan proses tersebut.
Berpisah dari tetapi melengkapi BFC, penjana piezoelektrik - yang menukar tenaga mekanikal menjadi elektrik - juga dipasang pada peranti untuk menuai sehingga 20% tenaga tambahan. Dengan bergantung pada gerakan mencubit jari atau gerakan sehari-hari seperti menaip, penjana ini membantu menghasilkan tambahan tenaga dari hampir tidak ada pekerjaan: satu tekan jari sekali sejam hanya memerlukan 0.5 mJ tenaga tetapi menghasilkan lebih dari 30 mJ tenaga, 6,000% pulangan pelaburan.
Para penyelidik dapat menggunakan peranti ini untuk menguatkan sistem penginderaan vitamin C dan natrium yang berkesan, dan mereka optimis untuk meningkatkan peranti untuk memiliki kemampuan yang lebih besar di masa depan, yang mungkin menjadikannya sesuai untuk aplikasi kesihatan dan kesihatan seperti glukosa meter untuk penghidap diabetes. Mereka mahu menjadikan peranti ini lebih padat dalam bentuk yang boleh dipakai, seperti sarung tangan. Kami juga meneroka kemungkinan mengaktifkan sambungan tanpa wayar ke peranti mudah alih untuk penderiaan berterusan yang berterusan.
