汗水就是發電來源,新型穿戴式裝置還有無線通訊功能

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 27 日 14:21 | 分類 穿戴式裝置 , 能源科技 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


皮膚是人們重要且最大的器官,擔任保護身體、排汗與感知外界等重任,而最近美國科學家研發的穿戴式設備「電子皮膚」,不僅裝有感測器、無線通訊,可以用來檢測體溫、血糖與心律,也不用擔心供電,這一小小塊電子皮膚用汗水供電。

電池容量與大小都是發展穿戴式設備必須要考慮到的重點,續航力夠不夠?設備會不會太大?這些都可能會影響買氣,對此美國加州理工學院(Caltech)或許可以解決這個問題,電子皮膚其中的生物燃料電池可以轉換汗液中的乳酸,當作電力來源。

電子皮膚乍看之就下就只是貼在皮膚上的橡膠貼片,但內有玄機,其中的生物燃料電池由奈米碳管製成,再透過白金、鈷催化劑以及乳酸鹽分解酶,把汗水中的乳酸轉換成電力,最後再與氧氣結合產生水與丙酮酸,這個過程就跟一般的新陳代謝一樣。

只不過研究並沒有指出發電量如何,僅表示發電量達每平方公分幾毫瓦,但團隊也補充,電子皮膚足以供電感測器,能用來監測心率、體溫和血糖,甚至可以使用藍牙,人們使用藍牙傳送感測器中的資料。

Caltech 醫學工程系助理教授 Wei Gao 表示,過去電子皮膚主要的傳輸技術是近距離無線通訊(Near-field communication,NFC),只能在相距幾公分內進行資料傳輸,而藍牙雖然需要更大的功率,但在實際的醫療與機器人應用面來說,藍牙的連接性更廣,使得產品吸引力更高。

研究員也指出,在汗水的幫助下,電子皮膚可以運作好幾天。展望未來,團隊認為這種電子皮膚除了是穿戴式生物感測器,還是人-機器互動(human–machine interface)領域的一環,藉由收集各種生命象徵與分子訊息,進一步最佳化與設計下一代義肢。目前研究已經發表在《 Science Robotics》。

而電子皮膚也確實是讓義肢「有感覺」的途徑, 2017 年 3 月,英國格拉斯哥大學可彎曲電子和感測技術(BEST)團隊就利用石墨烯開發出一款太陽能電子皮膚,可透過內置感測器來模仿人類皮膚觸覺反應,並在 2018 年用石墨烯與銀打造 3D 可撓泡沫層,研發出可用於穿戴式設備的超級電容,這項研究讓未來穿戴式健康檢測系統只需要陽光就能充電。

(首圖來源:Caltech

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