想充電先減肥,美科學家發明靠運動、汗水發電的智慧襯衫

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 11 日 14:38 | 分類 尖端科技 , 生物科技 , 科技生活 Telegram share ! follow us in feedly


加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)研發一款智慧襯衫,這款可穿戴微電網襯衫可從人體收集和儲存能量為小型穿戴式設備供電;前提是,穿著這件襯衫的人需要靠運動、汗水才能進行充電。

此一可穿戴微電網襯衫是由加州大學聖地牙哥分校奈米工程學系研究團隊所開發,主要由三個部分組成,分別是汗水驅動的生物燃料電池、運動驅動的設備,又稱摩擦發電機(Triboelectric generators),以及儲能超級電容器(Energy-storing supercapacitors)。值得一提的是,這些設備均是柔性化、可清洗的。

研究團隊表示,可從汗水獲得能量的生物燃料電池位於胸部的位置,生物燃料電池中含有酶(enzymes),也就是所謂的酵素,酶可以觸發人類汗液中的乳酸和氧分子之間的電子交換,進而產生電能,而這些電能會被輸入到電容器中儲存。

而可將運動中的能量轉成電能的摩擦發電機,則是位於襯衫的前臂外側和軀幹兩側靠近腰部的位置,當手臂在行走或跑步時靠在軀幹上擺動時,帶相反電荷的物質會相互摩擦並產生電能;這些電能同樣會被輸入到電容器中儲存。

簡而言之,從運動和汗液中收集能量使可穿戴式微電網能夠快速,連續地為設備供電。使用者一旦開始運動,摩擦發電機將立即提供電力;或是一旦使用者開始出汗,生物燃料電池便開始提供電力,並在使用者停止運動後繼續提供電力。至於電容器可暫時存儲來自兩個電源的能量,並可以根據需要將其釋放。

研究團隊在 30 分鐘的訓練過程中,對可穿戴微電網襯衫進行了測試,包括在自行車上鍛煉,或跑步 10 分鐘,然後休息 20 分鐘。研究發現,該產品能在30 分鐘的過程中為 LCD 手錶或小型電致變色顯示器(Small electrochromic display)供電。

(首圖來源:UC San Dieg