Мікросітки, які можна носити: працюють від поту

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Січень 4, 2023

Короткий огляд

Застосування носимих технологій включають моніторинг здоров’я людини, робототехніку, інтерфейс людини та машини тощо. Розвиток цих додатків призвів до активізації досліджень носимих пристроїв, які можуть живитися самостійно без додаткових пристроїв.

Контекст носимих мікросіток

Дослідники досліджують, як переносні пристрої можуть отримати вигоду від персоналізованої мікромережі енергії поту, щоб розширити свої можливості. Носяча мікромережа — це набір компонентів для збору та зберігання енергії, які дозволяють електроніці функціонувати незалежно від батарей. Персональна мікромережа контролюється системою визначення, відображення, передачі даних та управління інтерфейсом. Концепція носимої мікросітки була похідною від версії «острівного режиму». Ця ізольована мікромережа складається з невеликої мережі генеруючих установок, ієрархічних систем керування та навантажень, які можуть працювати незалежно від первинної електромережі.

При розробці переносних мікросіток дослідники повинні враховувати номінальну потужність і тип застосування. Розмір енергетичного комбайна залежатиме від потужності, необхідної для застосування. Наприклад, медичні імплантати обмежені в розмірах і просторі, оскільки для них потрібні великі батареї. Однак, використовуючи силу поту, імплантовані пристрої мали б потенціал бути меншими та більш універсальними.

Руйнівний вплив

У 2022 році команда наноінженерів з Університету Сан-Дієго, штат Каліфорнія, створила «носну мікромережу», яка зберігає енергію від поту та руху, забезпечуючи енергією крихітну електроніку. До складу пристрою входять біопаливні елементи, трибоелектричні генератори (наногенератори) і суперконденсатори. Усі деталі гнучкі, їх можна прати в пральній машині, що робить його ідеальним для сорочки. 

Група вперше ідентифікувала пристрої для збору поту в 2013 році, але з тих пір ця технологія стала більш потужною для розміщення маленької електроніки. Мікросітка може підтримувати роботу наручних годинників з рідкокристалічним дисплеєм протягом 30 хвилин під час 10-хвилинної пробіжки та 20-хвилинної сесії відпочинку. На відміну від трибоелектричних генераторів, які виробляють електроенергію ще до того, як користувач зможе рухатися, біопаливні елементи активуються потом.

Усі деталі зшиті в сорочку та з’єднані тонкими гнучкими срібними дротами, надрукованими на тканині та покритими для ізоляції водонепроникним матеріалом. Якщо сорочку не випрати з миючим засобом, її компоненти не зіпсуються через багаторазове згинання, згортання, зім’ятість або замочування у воді.

Біопаливні елементи розташовані всередині сорочки і збирають енергію з поту. Тим часом трибоелектричні генератори розміщені біля талії та боків тулуба, щоб перетворювати рух в електрику. Обидва ці компоненти вловлюють енергію, коли користувач ходить або біжить, після чого суперконденсатори на зовнішній стороні сорочки тимчасово накопичують енергію, щоб забезпечити живленням малу електроніку. Дослідники зацікавлені в подальшому тестуванні майбутніх проектів для генерування енергії, коли людина неактивна або нерухома, наприклад, сидить в офісі.

Застосування носимих мікросіток

Деякі сфери застосування носимих мікросіток можуть включати: 

• Розумні годинники та Bluetooth-навушники заряджаються під час тренування, бігу чи їзди на велосипеді.
• Медичні носії, як-от біочіпи, живляться від рухів або тепла тіла користувача.
• Бездротова зарядка одягу, зберігаючи енергію після носіння. Ця розробка може дозволити одязі передавати енергію персональній електроніці, як-от смартфонам і планшетам.
• Зменшення викидів вуглецю та споживання енергії, оскільки люди можуть заряджати свої гаджети одночасно під час їх використання.
• Розширення досліджень щодо інших потенційних форм-факторів носимих мікросіток, таких як взуття, одяг та інші аксесуари, такі як браслети.

Питання для розгляду

• Яким іншим чином переносне джерело енергії може покращити технології та застосування?
• Як такий пристрій може допомогти вам у роботі та повсякденних завданнях?