Серед безлічі порівняно свіжих розробок новий прилад відрізняється тим, що виробляє досить солідну кількість енергії навіть у тому випадку, якщо власник залипає в телефон або просто спить.
У наші дні поступово формується окрема, захоплююча область досліджень, присвячених тому, як носимі пристрої майбутнього можуть працювати за рахунок людського тіла. В авангарді цих розробок знаходиться команда інженерів Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Останнє творіння групи використовує велику кількість самого звичайного поту для вироблення електрики, коли користувач сидить, лежить або навіть спить, забезпечуючи потенційно цілодобове джерело енергії.
Серед безлічі носимих датчиків і пристроїв, що працюють від поту, які були представлені за останні роки, команда Каліфорнійського університету запропонувала чимало багатообіцяючих прикладів. Ще в 2014 році вчені продемонстрували тимчасове татуювання, яке працювало як біобатарея, що працює від поту, а в минулому році вони показали носимий датчик вітаміну С, що живиться аналогічним способом. Зовсім недавно команда розробила розумну сорочку, яка також виробляє електрику за рахунок поту і руху.
Новий же пристрій описується як перший у своєму роді, оскільки він може генерувати енергію, навіть коли користувач спить або сидить нерухомо. Це може відкрити деякі дуже цікаві можливості в області носимих гаджетів, оскільки такий прилад потенційно може діяти як джерело живлення в будь-якому місці і в будь-який час.
«На відміну від інших носимих пристроїв з харчуванням від поту, це не вимагає вправ або фізичної участі користувача», - розповів один з провідних авторів Лу Інь. «Ця робота - крок вперед до того, щоб зробити носимі пристрої більш практичними, зручними і доступними для звичайної людини».
У ході роботи команді довелося проявити творчий підхід до об'єднання суміші компонентів, які можуть як поглинати піт, так і перетворювати його в енергію. Тонка смужка, схожа на пластир, складається з електродів з вуглецевої піни, яка вбирає піт і використовує спеціальний набір ферментів для запуску хімічних реакцій між молекулами лактату і кисню всередині нього. Вони, в свою чергу, генерують електрику, яка зберігається в невеликому конденсаторі.
Пристрій, що вміщається на кінчиках пальців, використовує більше тисячі потових залоз на кожному з них. Дивно, але закінчення наших пальців виробляють від 100 до 1000 разів більше поту, ніж більшість інших частин тіла. Тому автори описують кінчики пальців як 24-годинні «фабрики потовиділення».
«Причина, через яку ми відчуваємо пітливість на інших частинах тіла, полягає в тому, що ці місця погано вентилюються», - пояснив Інь. "Навпаки, кінчики пальців завжди знаходяться під впливом повітря, тому піт швидко випаровується, коли виходить назовні. Але замість того, щоб дати йому випаруватися, ми використовуємо наш пристрій для збору цього поту, який може генерувати значну кількість енергії ".
Успіх криється в комплексному підході. Під електродами пристрій також має прошарок п'єзоелектричного матеріалу, який генерує додаткову електрику у відповідь на тиск. Це означає, що такі дії, як набір тексту, залипання в смартфон або гра на піаніно, також можуть призвести до збільшення вироблення енергії.
В одному експерименті випробовувані носили пристрій на кінчику пальця протягом 10 годин сну, і в результаті прилад генерував майже 400 міліджоулів енергії. За словами вчених, цього достатньо для харчування електронних годин протягом 24 годин. Одна година «випадкового» набору тексту і клацання мишею дозволила пристрою генерувати майже 30 міліджоулів.
«Порівняйте це з пристроєм, який збирає енергію під час вправ», - пояснює Інь. "Коли ви біжите, то витрачаєте сотні джоулів енергії тільки на те, щоб пристрій генерував міліджоулі енергії. У цьому випадку окупність ваших енергетичних інвестицій буде дуже низькою. Але з новим пристроєм віддача дуже висока. Коли ви спите, ви не працюєте. Навіть одним натисканням пальця ви витрачаєте всього лише півмілліджоуля ".
В окремих експериментах команда використовувала пристрій для збору енергії та харчування хімічних датчиків і дисплеїв, включаючи вищезгаданий датчик вітаміну С, розроблений раніше. Зараз вчені допрацьовують прилад, щоб зробити його більш ефективним і довговічним, і сподіваються об'єднати напрацювання з іншими збирачами енергії для створення нових типів носимих пристроїв з автономним харчуванням.
«Наша мета - зробити такі прилади практичними», - заявив Інь. «Ми хочемо показати, що це не просто ще одна крута, але марна штука, яка може генерувати невелику кількість енергії, - ми дійсно можемо використовувати енергію для живлення корисної електроніки, такої як датчики і дисплеї».