Araştırmacılar, enerjiyi parmak uçlarınızdaki (her yerdeki) terden toplayan yeni bir cihaz geliştirdiler. Bugüne kadar icat edilen en verimli vücut üstü enerji toplayıcı olan cihaz, 300 saatlik uyku sırasında herhangi bir mekanik enerji girişi olmadan santimetre kare başına 10 milijoule (mJ) enerji ve tek bir basışla ilave 30 mJ enerji üretiyor. bir parmak. Araştırmacılar, cihazın kendi kendini sürdürebilen giyilebilir elektronikler için önemli bir ilerlemeyi temsil ettiğini söylüyor.
Normalde enerjiye yapılan yatırımın maksimum getirisini istersiniz. Kaliforniya San Diego Üniversitesi'nde nanomühendislik profesörü olan kıdemli araştırmacı, egzersiz yaparak yalnızca küçük bir enerjiyi geri kazanmak için çok fazla enerji harcamak istemezsiniz" diyor. "Fakat burada, neredeyse hiç enerji yatırımı gerektirmeyen, günlük aktivitelere uyarlanmış bir cihaz yaratmak istedik; cihazı tamamen unutup uyuyabilir veya yazı yazmak gibi masa başı işler yapabilirsiniz, ancak yine de enerji üretmeye devam edebilirsiniz. Buna 'hiçbir şey yapmamanın gücü' diyebilirsiniz.”
Daha önceki ter tabanlı enerji cihazları, kullanıcının güç üretimini etkinleştirecek kadar terlemesinden önce çok fazla koşma veya bisiklete binme gibi yoğun egzersizler gerektiriyordu. Ancak egzersiz sırasında tüketilen büyük miktarda enerji, üretilen enerjiyi kolayca iptal edebilir ve bu da çoğu zaman yatırımın geri dönüşünün %1'den az olmasına neden olur.
Buna karşılık bu cihaz, araştırmacıların enerji toplayıcıların “kutsal kase” olarak adlandırdığı kategoriye giriyor. Güneş ışığı veya hareket gibi harici, düzensiz kaynaklara güvenmek yerine, uyku sırasında 300 mJ'den fazla enerji toplamak için ihtiyaç duyduğu tek şey parmak temasıdır; yazarlar bunun bazı küçük giyilebilir elektroniklere güç sağlamak için yeterli olduğunu söylüyor. Hiçbir harekete ihtiyaç duyulmadığından, toplanan enerji ile yatırılan enerji arasındaki oran aslında sonsuzdur.
Bu terlemenin kaynağı olarak örneğin koltuk altlarını parmak uçlarını seçmek tuhaf görünebilir, ancak aslında vücudun herhangi bir yeri ile karşılaştırıldığında parmak uçları en yüksek ter bezi konsantrasyonuna sahiptir.
Nanomühendislik alanında doktora derecesine sahip ilk araştırmacı, "Parmaklarda daha fazla ter oluşması muhtemelen nesneleri daha iyi kavramamıza yardımcı olmak için evrimleşti" diyor. Wang'ın laboratuvarında çalışan öğrenci. "Parmaktaki terleme oranları dakikada santimetre kare başına birkaç mikrolitreye kadar çıkabiliyor. Bu, ter oranlarının belki iki veya üç kat daha az olduğu vücudun diğer bölgeleriyle karşılaştırıldığında önemli."
Araştırmacıların bu çalışmada geliştirdiği cihaz, biyoyakıt hücresi (BFC) adı verilen bir tür enerji toplayıcıdır ve gücünü terde çözünmüş bir bileşik olan laktattan alır. Dışarıdan bakıldığında basit bir köpük parçasına benziyor. devre tamamı parmağın iç kısmına tutturulmuş elektrotlarla. Köpük, karbon nanotüp malzemeden yapılmıştır ve cihaz ayrıca ter emilimini en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olan bir hidrojel içerir.
Cihazın boyutu yaklaşık 1 santimetre karedir. Malzemesi de esnektir, bu nedenle çok sert olması veya tuhaf görünmesi konusunda endişelenmenize gerek yoktur. Uzun süre rahatlıkla giyebilirsiniz.
Cihaz içerisinde bir dizi elektrokimyasal reaksiyon meydana gelir. Hücreler, anot üzerinde laktatı oksitleyen veya laktatı elektronlardan uzaklaştıran bir biyoenzim ile donatılmıştır; katot, elektronun oksijeni suya dönüştürmesini sağlayan bir indirgeme reaksiyonunu katalize etmek için az miktarda platin ile biriktirilir. Bu gerçekleştiğinde, elektronlar laktattan devre boyunca akarak bir elektrik akımı yaratır. Bu süreç kendiliğinden gerçekleşir: laktat olduğu sürece süreci başlatmak için ek enerjiye gerek yoktur.
BFC'den ayrı ancak onu tamamlayıcı olan mekanik enerjiyi elektriğe dönüştüren piezoelektrik jeneratörler de cihaza bağlanarak %20'ye kadar ek enerji elde ediliyor. Parmakların doğal sıkıştırma hareketine veya yazmak gibi günlük hareketlere dayanan bu jeneratörler, ek üretim yapılmasına yardımcı oldu. enerji neredeyse hiç çalışmadan: saatte bir kez bir parmak dokunuşu yalnızca 0.5 mJ enerji gerektirdi, ancak 30 mJ'den fazla enerji üretti, bu da %6,000 yatırım getirisi anlamına geliyordu.
Araştırmacılar, cihazı etkili C vitamini ve sodyum algılama sistemlerine güç sağlamak için kullanabildiler ve cihazın gelecekte daha da büyük yeteneklere sahip olacak şekilde geliştirilmesi konusunda iyimserler; bu da onu glikoz gibi sağlık ve sağlıklı yaşam uygulamaları için uygun hale getirebilir. diyabetli insanlar için metre. Bu cihazı eldiven gibi giyilebilir formlara daha sıkı bir şekilde entegre etmek istiyorlar. Ayrıca, genişletilmiş sürekli algılama için mobil cihazlara kablosuz bağlantı sağlama olasılığını da araştırıyoruz.
