Квантумрун

Кредит суреті:

iStock

Тағатын микроторлар: тер арқылы жұмыс істейді

Зерттеушілер киілетін құрылғыларды қуаттандыру үшін адам қозғалысын пайдаланады.

автор:
Автордың аты-жөні
Кванттық болжау
Қаңтар 4, 2023

Түсінікті қорытынды

Киілетін технология қолданбаларына адам денсаулығын бақылау, робототехника, адам мен машина интерфейсі және т.б. кіреді. Бұл қолданбалардың прогрессі қосымша құрылғыларсыз өзін-өзі қуаттай алатын киетін құрылғылар туралы зерттеулердің артуына әкелді.

Тағатын микротор контекст

Зерттеушілер киілетін құрылғылар мүмкіндіктерін кеңейту үшін тер энергиясының жекелендірілген микроторынан қалай пайда табуға болатынын зерттеп жатыр. Тағатын микротор – электрониканың батареялардан тәуелсіз жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін энергия жинау және сақтау компоненттерінің жиынтығы. Жеке микроторды сезу, көрсету, деректерді тасымалдау және интерфейсті басқару жүйесі басқарады. Тағатын микротордың тұжырымдамасы «аралдық режим» нұсқасынан алынған. Бұл оқшауланған микротор біріншілік электр желісінен тәуелсіз жұмыс істей алатын қуат өндіру қондырғыларының шағын желісін, иерархиялық басқару жүйелерін және жүктемелерді қамтиды.

Тағатын микроторларды әзірлеу кезінде зерттеушілер қуат рейтингі мен қолдану түрін ескеруі керек. Энергия жинағыштың өлшемі қолданбаға қанша қуат қажет екеніне негізделеді. Мысалы, медициналық имплантацияланатын құрылғылардың көлемі мен кеңістігі шектеулі, себебі олар үлкен батареяларды қажет етеді. Дегенмен, тер қуатын пайдалану арқылы имплантацияланатын құрылғылар кішірек және жан-жақты болуы мүмкін.

Деструктивті әсер

2022 жылы Калифорниядағы Сан-Диего университетінің наноинженерлер тобы кішкентай электроника үшін қуат беретін тер мен қозғалыс энергиясын сақтайтын «тозуға болатын микроторды» жасады. Құрылғы биоотын ұяшықтарынан, трибоэлектрлік генераторлардан (наногенераторлар) және суперконденсаторлардан тұрады. Барлық бөлшектер икемді және машинада жууға болады, бұл оны көйлек үшін өте қолайлы етеді.

Топ алғаш рет 2013 жылы тер жинайтын құрылғыларды анықтады, бірақ содан бері технология шағын электрониканы орналастыру үшін күштірек болды. Микротор 30 минуттық жүгіру және 10 минуттық демалыс сеансы кезінде СКД (сұйық кристалды дисплей) қол сағатын 20 минут бойы жұмыс істей алады. Пайдаланушы қозғалмай тұрып электр қуатын беретін трибоэлектрлік генераторлардан айырмашылығы, биоотын жасушалары тер арқылы белсендіріледі.

Барлық бөлшектер жейдеге тігілген және матаға басылған және су өткізбейтін материалмен оқшаулау үшін жабылған жұқа, икемді күміс сымдармен біріктірілген. Егер көйлек жуғыш затпен жуылмаса, құрамдас бөліктер қайта-қайта иілу, бүктеу, мыжылу немесе суға малыну арқылы бұзылмайды.

Биоотын жасушалары көйлек ішінде орналасады және терден энергия жинайды. Сонымен қатар, қозғалысты электрге айналдыру үшін трибоэлектрлік генераторлар белге және дененің бүйірлеріне жақын орналасқан. Бұл құрамдастардың екеуі де киетін адам жүргенде немесе жүгіріп жүргенде энергияны жинайды, содан кейін жейденің сыртқы жағындағы суперконденсаторлар шағын электрониканы қуатпен қамтамасыз ету үшін энергияны уақытша сақтайды. Зерттеушілер кеңсе ішінде отырған сияқты адам белсенді емес немесе қозғалмайтын кезде қуат өндіру үшін болашақ конструкцияларды одан әрі сынауға мүдделі.

Тағатын микроторларды қолдану

Киілетін микроторлардың кейбір қолданбалары мыналарды қамтуы мүмкін:

Жаттығу, жүгіру немесе велосипед сеансы кезінде зарядталған смарт сағаттар мен Bluetooth құлаққаптары.
Биохиптар сияқты медициналық киетін бұйымдар киетін адамның қозғалысы немесе дене қызуы арқылы жұмыс істейді.
Сымсыз зарядталатын киім кигеннен кейін энергияны сақтайды. Бұл даму киімнің смартфондар мен планшеттер сияқты жеке электроникаға қуат беруіне мүмкіндік беруі мүмкін.
Көміртек шығарындыларын азайтып, қуат тұтынуды азайтыңыз, өйткені адамдар гаджеттерін пайдалану кезінде бір уақытта зарядтай алады.
Аяқ киім, киім және білезік сияқты басқа керек-жарақтар сияқты киілетін микроторлардың басқа әлеуетті форма факторлары бойынша зерттеулердің артуы.