利用尿液與微生物發電,穿戴式裝置的創新

作者 | 發布日期 2015 年 12 月 19 日 0:00 | 分類 機器人 , 生物科技 , 穿戴式裝置 follow us in feedly
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尿液的存在,總是被一般人視為排泄物,亦看似毫無用處,我們唯一需要做的就是到廁所將它排放到馬桶裡,再按下按鈕沖掉就好。然而現在,你可能將會對尿液的運用完全改觀,由英國西英格蘭大學專攻機器人學的 Ioannis Ieropoulos 教授領軍的研究團隊,利用人體的尿液與動力,在搭配上細菌等微生物的幫忙,將把尿液再利用,變身為穿戴式發電機,



新科學人雜誌的 James Urquhart 在他的文章中,詳細介紹了這項穿戴式發電機是如何運作的,當使用者穿上這個裝置後,只要透過走路的方式,就能將大約一個膀胱(648 毫升)裡的尿液,透過管線輸送到微生物燃料電池(MFC)中做循環並發電。

根據 Ieropoulous 領導的團隊表示,這是第一次有人將穿戴裝置與微生物燃料電池結合。在展示時,這個像「襪子」的發電機,能提供他們特製的無線傳送器足夠的電量,讓它能每兩分鐘就發送一次「World’s First Wearable MFC(世界第一款穿戴式微生物燃料電池)」的訊息給外界。

實際上,因為運用 MFC 發電已是常有的事,對於科學界來說,並不怎麼稀奇,但 Ieropoulous 團隊的目的卻與其他科學家不同,他們專門研發關於尿液發電的技術,至今已成功運用尿液讓一台手機、紙做的傳送器、以及一顆 3D 列印的機器心臟運作。但他們發現,這些成功的案例都需要外部電源,讓幫浦幫助尿液在機器裡循環,作為微生物在產出電力時的食物來源。

後來,團隊成員在觀察魚類的閉鎖式單循環系統時,發現魚類僅靠一顆心臟的幫浦,就能夠完成血液的循環,突然也靈機一動,將可隨意彎曲的 MFC 擺在裝置的不同處,利用走路的方式當作動能,使用者在踩踏擠壓時就能傳送尿液,並在裝置中做完整的循環,非常的方便。但也就像魚在血液循環時,需要新鮮的含氧量,裝置中的尿液也需要持續更換,才能確保提供 MFC 足夠的營養。

Ieropoulous 的團隊並沒有進一步解釋該如何將尿液輸送到這款穿戴式發電機中,雖然如何交換和傳輸新鮮尿液將會是他們未來持續研發的困難點,他們似乎對此發明依然感到非常有自信,因為只要再研發出新的智慧紡織設計,就有極大的可能解決困難,將使用者的新鮮尿液傳送到裝置,以交換使用過的尿液。

了解這項新發明後,麻省理工科技評論的作者逗趣的在他的文章中表示:「僅此一次,襪子裡充滿尿液和細菌是這麼好的事。」在理想中的未來,Ieropoulous 教授將這「足部幫浦系統」視為一個緊急裝置,能夠在需要時發送求教訊號,雖然它所能輸出的電力不多,但對於那些在野外失去電力和通訊設備的人來說,能夠發送一條訊息就已攸關一條寶貴的性命,這個發明也能讓他們持續保有一絲希望。

(首圖來源:IOP Science) 

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