Tragbare elektronische Geräte könnten bald von menschlichem Schweiß angetrieben werden, ein Forschungsteam der Tokyo University of Science TUS in einer Pressemitteilung angegeben .
Obwohl Elektronik und Biosensoren hervorragende Werkzeuge für die Gesundheitsüberwachung sind, ist es aufgrund relativ kurzer Batteriezeiten schwierig, sie lange an unserem Körper zu halten, ohne sie zum Aufladen entfernen zu müssen.
Jetzt sagt ein Team von Wissenschaftlern aus Japan, dass es erfolgreich ein tragbares Biokraftstoffzellen-Array entwickelt und getestet hat, das aus dem Laktat im menschlichen Schweiß Strom erzeugt. Ihre Ergebnisse werden in veröffentlicht. das Journal of Power Sources .
Tragbare Biosensoren können das Gesundheitswesen revolutionieren, indem sie Ärzten Patientendaten in Echtzeit zur Verfügung stellen, sodass sie wichtige Gesundheitsdaten verfolgen und die Patientenversorgung verbessern können.
Die winzigen Geräte werden im Allgemeinen direkt auf der Haut getragen, um bestimmte Biosignale zu messen, die auf die Gesundheit des Benutzers hinweisen.
Obwohl Wissenschaftler eine Vielzahl flexibler Materialien für Elektroden und flexible Schaltkreise für tragbare Geräte entwickelt haben, bleibt die Entwicklung innovativer Methoden zur Stromversorgung der Maschinen eine Herausforderung.
Da Knopfbatterien, die normalerweise in Armbanduhren verwendet werden, für die kleinsten Geräte zu dick sind, haben sich Forscher mit einer neuen Methode auseinandergesetzt, um tragbare Biosensoren mit Strom zu versorgen.
Das Team von TUS stellt eine verlockende und leicht eklige Frage: Was wäre, wenn menschlicher Schweiß uns zu Stromquellen machen könnte?
Menschliche Körperflüssigkeiten sind eine potenzielle Energiequelle für Biosensoren
Unter der Leitung von Associate Professor Isao Shitanda von der Tokyo University of Science, Japan, präsentierte das Team einen Roman Biokraftstoffzelle Array-Design, bei dem Laktat, eine im Schweiß befindliche Chemikalie, verwendet wird, um gerade genug Strom zu erzeugen, um einen Biosensor sowie drahtlose Kommunikationsgeräte für kurze Zeit mit Strom zu versorgen.
Das Biokraftstoffzellen-Array sieht aus wie ein Verband und kann leicht am Arm oder Unterarm getragen werden. Es besteht aus einem wasserabweisenden Papiersubstrat, auf dem Biokraftstoffzellen parallel angeordnet sind. Jede dieser Zellen enthält Enzyme indie Elektroden, die bei der Reaktion mit Laktat elektrischen Strom erzeugen.
Papierschichten werden verwendet, um den Schweiß des Trägers zu sammeln und über den Kapillareffekt zu den Zellen zu transportieren - der gleiche Effekt, bei dem Wasser schnell durch das Papier fließt, wenn es mit einer nassen Oberfläche in Kontakt kommt.
"In unseren Experimenten konnten unsere papierbasierten Biokraftstoffzellen eine Spannung von 3,66 V und eine Ausgangsleistung von 4,3 mW erzeugen. Nach unserem Kenntnisstand ist diese Leistung erheblich höher als die von zuvor berichteten Laktat-Biokraftstoffzellen."Dr. Shitanda erklärte.
Dies ist eigentlich nicht die erste Biokraftstoffzelle auf Laktatbasis - Forscher der Elektrotechnik- und Computertechnikschule der Binghamton University entwickelte einen Prototyp für eine Stretching-Batterie, die 2017 menschlichen Schweiß in Elektrizität umwandelt.
Die Forscher sagen jedoch, dass sich ihr neues Modell im Vergleich zu früheren Biokraftstoffzellen auf Laktatbasis von anderen abhebt, da ihr poröses Carbon-Tinten-Design per Siebdruck hergestellt werden kann, was bedeutet, dass es möglicherweise für die Massenproduktion geeignet ist.
Neben neuen Entwicklungen wie MIT CSAILs intelligente Kleidung das die Bewegung des Trägers verfolgt und schicke Unterwäsche von der Textilfirma Myant sind wir möglicherweise auf dem Weg in eine Zukunft, in der die Signale unseres Körpers ständig über Körperflüssigkeiten verfolgt und mit Strom versorgt werden.