Микрорешетки за носене: Задвижвани от пот

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ:
Изображение на кредит
iStock

Микрорешетки за носене: Задвижвани от пот

Микрорешетки за носене: Задвижвани от пот

Подзаглавен текст
Изследователите се възползват от човешкото движение, за да захранват носимите устройства.
    • Автор:
    • име Автор
      Quantumrun Foresight
    • Януари 4, 2023

    Резюме на прозрението

    Приложенията на носими технологии включват мониторинг на човешкото здраве, роботика, интерфейс човек-машина и др. Напредъкът на тези приложения доведе до увеличаване на изследванията върху носими устройства, които могат да се захранват сами без допълнителни устройства.

    Контекст на носими микромрежи

    Изследователите проучват как носимите устройства могат да се възползват от персонализирана микромрежа от потна енергия, за да разширят своите възможности. Микрорешетката за носене е колекция от компоненти за събиране и съхранение на енергия, които позволяват на електрониката да функционира независимо от батериите. Персоналната микромрежа се управлява от система за отчитане, показване, прехвърляне на данни и управление на интерфейса. Концепцията за носимата микрорешетка е извлечена от версията „островен режим“. Тази изолирана микромрежа се състои от малка мрежа от единици за производство на електроенергия, йерархични системи за управление и товари, които могат да работят независимо от първичната електрическа мрежа.

    Когато разработват микрорешетки за носене, изследователите трябва да вземат предвид номиналната мощност и вида на приложението. Размерът на енергийния комбайн ще се основава на това колко мощност се изисква от приложението. Например медицинските имплантируеми устройства са ограничени по размер и пространство, защото изискват големи батерии. Въпреки това, използвайки силата на потта, имплантируемите ще имат потенциала да бъдат по-малки и по-гъвкави.

    Разрушително въздействие

    През 2022 г. екип от наноинженери от университета в Сан Диего, Калифорния, създаде „носима микрорешетка“, която съхранява енергия от пот и движение, осигурявайки енергия за малка електроника. Устройството се състои от биогоривни клетки, трибоелектрически генератори (наногенератори) и суперкондензатори. Всички части са гъвкави и могат да се перат в пералня, което го прави идеален за риза. 

    Групата за първи път идентифицира устройства за събиране на пот през 2013 г., но оттогава технологията стана по-мощна, за да побере малка електроника. Микрорешетката може да поддържа LCD (течнокристален дисплей) ръчен часовник работещ в продължение на 30 минути по време на 10-минутно бягане и 20-минутна сесия за почивка. За разлика от трибоелектрическите генератори, които осигуряват електричество, преди потребителят да може да се движи, биогоривните клетки се активират от потта.

    Всички части са зашити в риза и свързани с тънки, гъвкави сребърни жици, отпечатани върху тъканта и покрити за изолация с водоустойчив материал. Ако ризата не се пере с перилен препарат, компонентите няма да се развалят при многократно огъване, сгъване, мачкане или накисване във вода.

    Биогоривните клетки се намират вътре в ризата и събират енергия от потта. Междувременно трибоелектрическите генератори са поставени близо до талията и отстрани на торса, за да преобразуват движението в електричество. И двата компонента улавят енергия, докато потребителят ходи или тича, след което суперкондензаторите от външната страна на ризата временно съхраняват енергия, за да осигурят захранване за малка електроника. Изследователите се интересуват от по-нататъшно тестване на бъдещи проекти за генериране на енергия, когато човек е неактивен или неподвижен, като например да седи в офис.

    Приложения на носими микрорешетки

    Някои приложения на носимите микрорешетки могат да включват: 

    • Смарт часовници и Bluetooth слушалки се зареждат по време на тренировка, джогинг или колоездене.
    • Медицински облекла, като биочипове, които се захранват от движенията на носещия ги или топлината на тялото.
    • Безжично зареждане на дрехи, съхраняващи енергия след носене. Това развитие може да позволи на дрехите да предават енергия на лична електроника като смартфони и таблети.
    • По-ниски въглеродни емисии и по-ниска консумация на енергия, тъй като хората могат да зареждат джаджите си едновременно, докато ги използват.
    • Повишено изследване на други потенциални форм-фактори на носими микрорешетки, като обувки, облекло и други аксесоари като ленти за китки.

    Въпроси за разглеждане

    • Как иначе носими енергийни източници могат да подобрят технологиите и приложенията?
    • Как едно такова устройство може да ви помогне в работата и ежедневните задачи?

    Препратки към Insight

    Следните популярни и институционални връзки бяха посочени за тази информация: