ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Az Bulutlu

Yeni Cihaz Siz Uyurken Terli Parmak Uçlarınızdan Güç Topluyor

31.07.2021
24
Yeni Cihaz Siz Uyurken Terli Parmak Uçlarınızdan Güç Topluyor


Bu video, birden fazla parmaktan aynı anda enerji toplamak için dört ayrı parmağa sarılmış 4 BFC’li bir sol eli gösterir. Kredi bilgileri: Lu Yin

Yaz sıcağı dalgasından ekstra ter mi hissediyorsunuz? Endişelenme – tüm terinin boşa gitmesi gerekmiyor. Dergide 13 Temmuz’da yayınlanan bir yazıda Joule, araştırmacılar, her yerde – parmak uçlarınızda terden enerji toplayan yeni bir cihaz geliştirdiler. Cihaz, bugüne kadar icat edilmiş en verimli vücut üstü enerji toplayıcıdır ve 10 saatlik bir uyku sırasında herhangi bir mekanik enerji girişi olmaksızın santimetre kare başına 300 milijoule (mJ) enerji ve tek bir basışla ek 30 mJ enerji üretir. bir parmağın. Yazarlar, cihazın kendi kendine sürdürülebilir giyilebilir elektronikler için ileriye doğru önemli bir adımı temsil ettiğini söylüyor.

“Normalde, enerjiye yapılan yatırımın maksimum getirisini istersiniz. California San Diego Üniversitesi’nde nano-mühendislik profesörü olan kıdemli yazar Joseph Wang (@JWangnano), egzersiz yaparak çok fazla enerji harcamak istemezsiniz, sadece biraz enerji geri almak istemezsiniz” diyor. “Ancak burada, neredeyse hiç enerji yatırımı gerektirmeyen günlük aktiviteye uyarlanmış bir cihaz yaratmak istedik – cihazı tamamen unutabilir ve uyuyabilir veya yazı yazmak gibi masa başı işlerinizi yapabilir, ancak yine de enerji üretmeye devam edebilirsiniz. Buna ‘hiçbir şey yapmamanın gücü’ diyebilirsiniz.”

Bu görüntü, C vitamini sensörü (solda) için parmak ucundan teri toplayan ve ardından elektrokromik ekranda sonucu gösteren küçük bir hidrojel (sağda) göstermektedir. Kredi bilgileri: Lu Yin

Önceki ter bazlı enerji cihazları, kullanıcı güç üretimini etkinleştirecek kadar terlemeden önce, çok fazla koşma veya bisiklete binme gibi yoğun egzersiz gerektiriyordu. Ancak egzersiz sırasında tüketilen büyük miktarda enerji, üretilen enerjiyi kolayca iptal edebilir ve genellikle yatırımın %1’den daha az enerji geri dönüşü ile sonuçlanır.

Buna karşılık, bu cihaz, yazarların “kutsal kase” olarak adlandırdıkları enerji toplayıcı kategorisine giriyor. Güneş ışığı veya hareket gibi harici, düzensiz kaynaklara güvenmek yerine, uyku sırasında 300 mJ’den fazla enerji toplamak için tek ihtiyacı olan parmak temasıdır – yazarlar, bazı küçük giyilebilir elektroniklere güç sağlamak için yeterli olduğunu söylüyor. Harekete ihtiyaç duyulmadığından, hasat edilen enerji ile yatırılan enerji arasındaki oran esasen sonsuzdur.

Koltuk altları gibi bu terin kaynağı olarak parmak uçlarını seçmek garip görünebilir, ancak aslında parmak uçlarında vücudun herhangi bir yerine kıyasla en yüksek ter bezleri konsantrasyonu vardır.


Bu video, gerilebilir, su geçirmez bir film kullanarak BFC’yi parmak ucuna sarma işlemini gösterir. Kredi bilgileri: Lu Yin

Wang’ın laboratuvarında çalışan bir nano-mühendislik doktora öğrencisi olan ilk ortak yazar Lu Yin (@YinLu_CLT), “Parmaklarda daha fazla ter üreten, muhtemelen bir şeyleri daha iyi kavramamıza yardımcı olmak için gelişti” diyor. “Parmaktaki ter oranları, dakikada santimetre kare başına birkaç mikrolitreye kadar ulaşabilir. Bu, ter oranlarının iki veya üç kat daha küçük olduğu vücuttaki diğer yerlere kıyasla önemlidir.”

Araştırmacıların bu çalışmada geliştirdiği cihaz, biyoyakıt hücresi (BFC) adı verilen bir tür enerji toplayıcıdır ve ter içinde çözünmüş bir bileşik olan laktat ile çalışır. Dışarıdan bakıldığında, tamamı bir parmak pedine bağlı elektrotlarla bir devreye bağlı basit bir köpük parçası gibi görünüyor. 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 garip hissetmesi konusunda endişelenmenize gerek yoktur. Yin, uzun bir süre rahatça takabilirsiniz” diyor.

Cihaz içinde bir dizi elektrokimyasal reaksiyon meydana gelir. Hücreler, anot üzerinde laktattan elektronları oksitleyen veya uzaklaştıran bir biyoenzim ile donatılmıştır; katot, oksijeni suya dönüştürmek için elektronu alan bir indirgeme reaksiyonunu katalize etmek için az miktarda platin ile biriktirilir. Bu gerçekleştiğinde, elektronlar laktattan devre boyunca akar ve bir elektrik akımı oluşturur. Bu süreç kendiliğinden gerçekleşir: laktat olduğu sürece süreci başlatmak için ek enerji gerekmez.

BFC’den ayrı ancak tamamlayıcı olarak, mekanik enerjiyi elektriğe dönüştüren piezoelektrik jeneratörler de %20’ye kadar ek enerji toplamak için cihaza bağlanır. Parmakların doğal kıstırma hareketine veya yazmak gibi günlük hareketlere dayanan bu jeneratörler, neredeyse hiç çalışmadan ek enerji üretilmesine yardımcı oldu: saatte bir kez tek bir parmak dokunuşu yalnızca 0,5 mJ enerji gerektirdi, ancak 30 mJ’den fazla, yani 6.000’den fazla enerji üretti. % yatırım getirisi.

Araştırmacılar, cihazı etkili C vitamini ve sodyum algılama sistemlerine güç sağlamak için kullanabildiler ve gelecekte cihazı daha da büyük yeteneklere sahip olacak şekilde geliştirme konusunda iyimserler, bu da onu glikoz gibi sağlık ve zindelik uygulamaları için uygun hale getirebilir. diyabetli insanlar için metre. “Bu cihazı eldiven gibi giyilebilir formlara daha sıkı entegre etmek istiyoruz. Ayrıca uzun süreli sürekli algılama için mobil cihazlara kablosuz bağlantı sağlama olasılığını da araştırıyoruz” diyor Yin.

Wang, “Çok fazla heyecan verici potansiyel var” diyor. “Oyun için on parmağımız var.”

Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için Giyilebilir Cihaz Bir Parmağın Dokunuşunu Güç Kaynağına Dönüştürüyor başlıklı makaleyi okuyun.

Referans: Muyang Lin, Mengzhu Cao, Alexander Trifonov, Fangyu Zhang, Zhiyuan Lou, Jae-Min Jeong, Sang-Jin Lee ve Sheng Xu, “A Pasif Terleme Biyoyakıt Hücresi: Yatırımda Yüksek Enerji Getirisi”, 13 Temmuz 2021, Joule.
DOI: 10.1016 / j.joule.2021.06.004

Bu çalışma, UCSD Giyilebilir Sensörler Merkezi tarafından desteklenmiştir.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.