Микромрежи што се носат: се напојуваат со пот

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Јануари 4, 2023

Резиме на увид

Технолошките апликации за носење вклучуваат следење на човековото здравје, роботика, поврзување човек-машина и многу повеќе. Напредокот на овие апликации доведе до зголемено истражување на уреди за носење кои можат сами да се напојуваат без дополнителни уреди.

Контекст на микромрежи за носење

Истражувачите истражуваат како уредите за носење можат да профитираат од персонализирана микромрежа на енергија од пот за да ги прошират своите способности. Микромрежата што може да се носи е збирка компоненти за собирање и складирање енергија што овозможуваат електрониката да функционира независно од батериите. Личната микромрежа е контролирана од систем за сензорирање, прикажување, пренос на податоци и управување со интерфејс. Концептот на нослива микромрежа беше изведен од верзијата „островски режим“. Оваа изолирана микромрежа се состои од мала мрежа од единици за производство на енергија, хиерархиски контролни системи и оптоварувања кои можат да работат независно од примарната електрична мрежа.

Кога развиваат микромрежи за носење, истражувачите мора да ги земат предвид рејтингот на моќноста и видот на апликацијата. Големината на жетварот на енергија ќе се заснова на тоа колку моќност е потребна од апликацијата. На пример, медицинските импланти се ограничени по големина и простор бидејќи бараат големи батерии. Меѓутоа, со користење на моќта на пот, имплантабилните уреди би имале потенцијал да бидат помали и поразновидни.

Нарушувачко влијание

Во 2022 година, тим од наноинженери од Универзитетот во Сан Диего, Калифорнија, создадоа „микромрежа што може да се носи“ што ја складира енергијата од потта и движењето, обезбедувајќи енергија за малата електроника. Уредот се состои од ќелии за биогориво, трибоелектрични генератори (наногенератори) и суперкондензатори. Сите делови се флексибилни и се перат во машина, што го прави идеален за кошула. 

Групата првпат ги идентификуваше уредите за собирање пот во 2013 година, но технологијата оттогаш стана помоќна за да приспособи мала електроника. Микромрежата може да го одржува рачниот часовник со LCD (екран со течни кристали) да работи 30 минути за време на 10-минутно трчање и 20-минутна сесија за одмор. За разлика од трибоелектричните генератори, кои обезбедуваат електрична енергија пред корисникот да може да се движи, ќелиите за биогориво се активираат со пот.

Сите делови се зашиени во кошула и поврзани со тенки, флексибилни сребрени жици испечатени на ткаенината и обложени за изолација со водоотпорен материјал. Ако кошулата не се мие со детергент, компонентите нема да се распаѓаат при постојано свиткување, превиткување, гужвање или натопување во вода.

Ќелиите за биогориво се наоѓаат во внатрешноста на кошулата и собираат енергија од потта. Во меѓувреме, трибоелектричните генератори се поставени во близина на половината и страните на торзото за да го претворат движењето во електрична енергија. Двете овие компоненти зафаќаат енергија додека носителот оди или трча, по што суперкондензаторите од надворешната страна на кошулата привремено складираат енергија за да обезбедат енергија за малата електроника. Истражувачите се заинтересирани за понатамошно тестирање на идните дизајни за да генерираат енергија кога некое лице е неактивно или неподвижно, како што се седи внатре во канцеларија.

Апликации на носливи микромрежи

Некои апликации на микромрежи што се носат може да вклучуваат: 

• Се полнат паметни часовници и Bluetooth слушалки за време на вежбање, џогирање или возење велосипед.
• Медицински уреди за носење, како што се биочипови кои се напојуваат од движењата на корисникот или топлината на телото.
• Безжично полнење облека што складира енергија откако ќе се носи. Овој развој може да дозволи облеката да пренесува енергија на личната електроника како паметни телефони и таблети.
• Помали емисии на јаглерод и помала потрошувачка на енергија бидејќи луѓето можат да ги полнат своите гаџети истовремено додека ги користат.
• Зголемено истражување за други потенцијални фактори на форма на микромрежи за носење, како што се чевли, облека и други додатоци како нараквици.

Прашања што треба да се разгледаат

• Како инаку изворот на енергија што може да се носи може да ги подобри технологиите и апликациите?
• Како може таков уред да ви помогне во работата и секојдневните задачи?