Microrețele purtabile: alimentate de transpirație

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• Ianuarie 4, 2023

Rezumat perspectivă

Aplicațiile tehnologice purtabile includ monitorizarea sănătății umane, robotica, interfața om-mașină și multe altele. Progresul acestor aplicații a condus la creșterea cercetărilor privind dispozitivele purtabile care se pot alimenta singure fără dispozitive suplimentare.

Context microrețele purtabile

Cercetătorii explorează modul în care dispozitivele portabile pot profita de o microrețea personalizată de energie a transpirației pentru a-și extinde capacitățile. O microrețea purtabilă este o colecție de componente de colectare și stocare a energiei care permit electronicelor să funcționeze independent de baterii. Microrețea personală este controlată de un sistem pentru detectarea, afișarea, transferul de date și managementul interfeței. Conceptul de microgrilă purtabilă a fost derivat din versiunea „mod insulă”. Această microrețea izolată cuprinde o rețea mică de unități de generare a energiei electrice, sisteme de control ierarhic și sarcini care pot funcționa independent de rețeaua electrică primară.

Atunci când dezvoltă microrețele purtabile, cercetătorii trebuie să ia în considerare puterea nominală și tipul de aplicație. Dimensiunea colectorului de energie se va baza pe cât de multă putere este necesară aplicației. De exemplu, implanturile medicale sunt limitate ca dimensiune și spațiu, deoarece necesită baterii mari. Cu toate acestea, folosind puterea transpirației, implanturile ar avea potențialul de a fi mai mici și mai versatile.

Impact perturbator

În 2022, o echipă de nanoingineri de la Universitatea din San Diego, California, a creat o „microrețea purtabilă” care stochează energia din transpirație și mișcare, oferind putere pentru dispozitivele electronice minuscule. Dispozitivul cuprinde celule de biocombustibil, generatoare triboelectrice (nanogeneratoare) și supercondensatori. Toate părțile sunt flexibile și se pot spăla la mașină, ceea ce îl face ideal pentru o cămașă. 

Grupul a identificat pentru prima dată dispozitivele de recoltare a transpirației în 2013, dar de atunci tehnologia a devenit mai puternică pentru a găzdui dispozitivele electronice mici. Microrețea ar putea menține un ceas de mână LCD (afișaj cu cristale lichide) în funcțiune timp de 30 de minute în timpul unei alergări de 10 minute și a unei sesiuni de odihnă de 20 de minute. Spre deosebire de generatoarele triboelectrice, care furnizează energie electrică înainte ca utilizatorul să se poată mișca, celulele de biocombustibil sunt activate de transpirație.

Toate piesele sunt cusute într-o cămașă și conectate prin fire subțiri, flexibile, argintii imprimate pe țesătură și acoperite pentru izolare cu material impermeabil. Dacă cămașa nu este spălată cu detergent, componentele nu se vor descompune prin îndoiri repetate, pliuri, mototoliri sau înmuiere în apă.

Celulele de biocombustibil sunt situate în interiorul cămășii și colectează energie din transpirație. Între timp, generatoarele triboelectrice sunt plasate lângă talie și părțile laterale ale trunchiului pentru a transforma mișcarea în electricitate. Ambele componente captează energie în timp ce purtătorul merge sau aleargă, după care supercondensatorii de pe exteriorul cămășii stochează temporar energie pentru a furniza energie pentru electronicele mici. Cercetătorii sunt interesați să testeze în continuare proiecte viitoare pentru a genera energie atunci când o persoană este inactivă sau staționară, cum ar fi așezat în interiorul unui birou.

Aplicații ale microrețelelor purtabile

Unele aplicații ale microrețelelor purtabile pot include: 

• Ceasurile inteligente și căștile Bluetooth sunt încărcate în timpul unei sesiuni de exerciții, de jogging sau de ciclism.
• Dispozitivele portabile medicale, cum ar fi biocipurile, sunt alimentate de mișcările purtătorului sau de căldura corpului.
• Îmbrăcăminte cu încărcare fără fir care stochează energie după ce a fost purtată. Această dezvoltare poate permite îmbrăcămintei să transmită putere către dispozitivele electronice personale, cum ar fi smartphone-urile și tabletele.
• Emisii mai mici de carbon și consum mai mic de energie, deoarece oamenii își pot încărca gadgeturile simultan în timp ce le folosesc.
• Cercetări sporite privind alți factori potențiali de formă ai microrețelelor purtătoare, cum ar fi pantofii, îmbrăcămintea și alte accesorii, cum ar fi brățările.

Întrebări de luat în considerare

• Cum altfel poate o sursă de energie purtabilă să îmbunătățească tehnologiile și aplicațiile?
• Cum vă poate ajuta un astfel de dispozitiv în munca și sarcinile zilnice?