The teknoloji Dirseğin bükülmesinden bileğin nabzının atması gibi ince hareketlere kadar insan vücudunun hareketlerini, giyilebilir ve implante edilebilir teşhis sensörlerine güç sağlamak için kullanılabilecek elektriğe dönüştürür.
Araştırmacılar, küçük mıknatıslar sürekli olarak mekanik basınçla bir araya getirildiğinde ve birbirinden ayrıldığında bir malzemenin ne kadar mıknatıslandığının değişmesi olan manyetoelastik etkinin, yalnızca katı olmayan bir sistemde değil, yumuşak ve esnek bir sistemde var olabileceğini keşfettiler.
Ekip, konseptlerini kanıtlamak için, matris dalgalandıkça gücü değişen bir manyetik alan oluşturmak için kağıt inceliğinde bir silikon matris içinde dağılmış mikroskobik mıknatıslar kullandı. Manyetik alanın gücü değiştikçe elektrik üretilir.
Araştırma lideri Jun Chen, "Bulgumuz, insan vücudu merkezli ve Nesnelerin İnterneti'ne bağlanabilen pratik enerji, algılama ve tedavi teknolojileri için yeni bir yol açıyor" diyor.
Chen ve ekibi, platin katalizli silikon polimer matrisinden ve neodimyum-demir-bor nanomıknatıslarından yapılmış küçük, esnek bir manyetoelastik jeneratör (ABD'nin dörtte biri büyüklüğünde) inşa etti. Daha sonra bunu yumuşak, esnek bir silikon bantla deneğin dirseğine yapıştırdılar. Gözlemledikleri manyetoelastik etki, sert metal alaşımları olan benzer boyutlu kurulumlardan dört kat daha fazlaydı.
Sonuç olarak cihaz, santimetre kare başına 4.27 miliamperlik elektrik akımı üretti; bu, bir sonraki en iyi karşılaştırılabilir teknolojiden 10,000 kat daha iyi.
Aslında esnek manyetoelastik jeneratör o kadar hassastır ki insan nabız dalgalarını elektrik sinyallerine dönüştürebilir ve kendi kendine çalışan, su geçirmez bir kalp atış hızı monitörü gibi davranabilir. Üretilen elektrik aynı zamanda ter gibi diğer giyilebilir cihazlara da sürdürülebilir şekilde güç sağlamak için kullanılabilir. algılayıcı veya bir termometre.
İnsan vücudunun hareketlerinden güç sensörlerine ve diğer cihazlara kadar enerji toplayan giyilebilir jeneratörler yapma çabaları devam ediyor, ancak pratiklik eksikliği bu ilerlemeyi engelledi.
Örneğin manyetoelastik etkiye sahip sert metal alaşımları, cilde baskı yapacak kadar yeterince bükülmez ve uygulanabilir uygulamalar için anlamlı düzeyde güç üretmez.
Statik elektriğe dayanan diğer cihazlar yeterli enerji üretmeme eğilimindedir. Performansları nemli koşullarda veya ciltte ter olduğunda da olumsuz etkilenebilir.
Bazıları suyu dışarıda tutmak için bu tür cihazları kapsüllemeye çalıştı, ancak bu onların etkinliğini azalttı.
Ancak UCLA ekibinin giyilebilir manyetoelastik jeneratörleri, bir hafta boyunca suni tere batırıldıktan sonra bile iyi test edildi.