15 августа Комментариев:
0
Просмотров:
1,450

Ученые создали тату, заряжающуюся от человеческого пота

Инженеры из Калифорнийского университета разработали миниатюрную электронную татуировку, которая во время физических нагрузок следит за состоянием здоровья человека. В качестве энергии устройство будет использовать человеческий пот, выделяющийся при средних и высоких физических нагрузках.

Принцип работы татуировки основан на взаимодействии датчиков на молочную кислоту, которая присутствует в составе пота.

"Дело в том, что уровень лактата может дать информацию о состоянии организма человека во время тренировки", - поясняет Вэньчжао Цзя - ведущий исследователь.

Количество молочной кислоты зависит от интенсивности тренировки. Во время интенсивной тренировки тело должно выделять много энергии, поэтому в организме происходит процесс гликолиза. Во время него вырабатывается энергия и в кровь выделяется лактат.

Проблема состоит в том, что количество в крови молочной кислоты приходиться анализировать при разных нагрузках довольно часто. А сбор анализов и образцов занимает много времени.

Поэтому Вэньчжао Цзя с коллегами придумали самый удобный способ для измерения уровня лактата во время интенсивных физических нагрузок. На растягивающуюся плёнку они вживили маленький датчик, который содержит особый фермент способный извлекать электроны из лактата и затем генерировать электрический ток для питания. Гибкую пленку, похожую на татуировку, можно прикрепить к любому участку кожи.

В тестировании новой разработки приняли участие 10 физически крепких добровольцев. В ходе эксперимента они занимались на велотренажере около получаса крутя педали с разным уровнем сопротивления. В результате исследователям удалось непрерывно контролировать количество лактата в поте испытуемых при изменении интенсивности упражнений и с течением времени.

Затем команда исследователей задумалась о создании биоаккумулятора с помощью пота. Принцип работы батареи заключается в том, что она производит энергию когда ток в виде электронов проходит от анода к катоду. Для заряда биоаккумулятора анод содержится в ферменте, который извлекает электроны из лактата, а в молекуле содержится катод принимающий электроны.

Волонтеры занимающиеся на велотренажёре с прикрепленной татуировкой выдавали различные объемы электроэнергии. Интересный факт - показатели производства энергии людей тренирующихся меньше одного раза в неделю были выше чем у тех, кто тренировался один или три раза в неделю. Самые маленькие показатели были у людей ежедневно занимавшихся спортом.

Максимальные показатели в 70 микроватт на 1 кв. см. кожи были зафиксированы у тех кто ведет не спортивный образ жизни.

"Полученные результаты не такие уж и большие, но мы уже начали работу над повышением потенциала своих устройств. Мы стремимся разработать такую технологию, которая позволила бы обеспечить питанием небольшие устройства. На данный момент максимальный показатель, который нам удалось получить составил 70 микроватт на кв.см. Но сейчас наши электроды в ширину имеют всего 2-3 мм и способны генерировать до 4 микроватт. К примеру для питания часов потребуется 10 микроватт", - поясняет Цзя.

+1
-54
-1