خبر

  • تک بورد - بسته بندی انگشت یک روز به شما امکان می دهد تا در هنگام خواب قدرت پوشیدنی را داشته باشید

    بسته بندی انگشت یک روز به شما امکان می دهد تا در هنگام خواب قدرت پوشیدنی را داشته باشید
    9 روز و 3 ساعت قبل

    این نوار نازک و انعطاف پذیر از عرق انگشت مقدار کمی برق تولید می کند | در حال حاضر پوشیدنی ها بسیار گرم هستند ، در حالی که مصرف کنندگان بیش از 100 میلیون واحد ساعت هوشمند ، ردیاب تناسب اندام ، عینک واقعیت افزوده و فناوری های مشابه را در سه ماهه اول سال جمع آوری کرده اند 2021 به تنهایی. فروش در این گروه در سه ماهه دوم 34.4 درصد نسبت به Q2 2020 افزایش یافته است ، و این امر را به یکی از سریعترین رشد م

    بارگیری ویدئو یک دستگاه پوشیدنی جدید لمس انگشت را به منبع تغذیه الکترونیک و حسگرهای کوچک تبدیل می کند.

    این افزایش با افزایش تقاضا برای ماشین های کم مصرف عملی و کارآمد همراه است که می توانند به طور مداوم آن لباس های پوشیدنی را تأمین کنند. بر اساس مقاله اخیر منتشر شده در ژورنال ژول ، اکنون تیمی از مهندسان در دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو نوع جدیدی از سلول سوخت زیستی را طراحی کرده اند که انرژی حاصل از عرق نوک انگشتان شما را مهار می کند. همچنین می توان آن را با ژنراتورهای پیزوالکتریک ادغام کرد تا انرژی را از فشار انگشت برداشت کند. دستیابی به موفقیت ممکن است روزی امکان تأمین قدرت پوشیدنی شما هنگام تایپ یا خواب را فراهم کند.

    اکثر وسایل الکترونیکی پوشیدنی این روزها توسط دستگاه های کوچک ذخیره سازی الکتروشیمیایی مانند باتری ها و ابر خازن ها تغذیه می شوند ، اما مدت زمان محدود بودن این لوازم الکترونیکی است. آنها می توانند الکترونیک را با استفاده طولانی مدت تأمین کنند. علاوه بر یافتن راه های هوشمندانه برای کاهش بیشتر مصرف انرژی این گونه دستگاه ها ، برداشت کننده های انرژی یک راه حل بالقوه امیدوار کننده هستند. به گفته نویسندگان ، برخی از سنسورهای خودکار با موفقیت مصرف انرژی را کاهش می دهند ، اما این حسگرها قادر به تأمین سیگنال های مورد نیاز برای انتقال کارآمد داده نیستند.

    خواندن بیشتر صفحه لمسی مبتنی بر ژل به شما امکان می دهد شطرنج را روی بازوی خود بازی کنید

    بنابراین علاقه زیادی به توسعه سیستم های برداشت خودکار ، برداشت انرژی از نور خورشید ، حرکات بدن ، سوخت های زیستی یا شیب های دما وجود دارد (یعنی خیلی قدیمی ترمودینامیک مد) هر نوع محدودیت های خاص خود را دارد. به عنوان مثال ، خورشید همیشه درخشان نیست و دستگاه های ترموالکتریک نیاز به اختلاف دما بین استفاده کنندگان و محیط اطراف آنها دارند. و آن دسته از ماشین های برداشت کننده که به حرکات بدن متکی هستند ، معمولاً برای استخراج انرژی مورد نیاز به ورزش شدید نیاز دارند.

    چالش اصلی پیش روی همه این منابع جدید انرژی ، معیاری به نام بازگشت انرژی (EROI) است که اساساً نسبت بین اینکه چه مقدار انرژی به طور فعال در سیستمی سرمایه گذاری می شود که در غیر اینصورت نیازی به آن نیست و اینکه چه مقدار انرژی در نهایت برداشت می شود. برای مثال یک دستگاه جمع کننده انرژی که به حرکت متکی است ، کمتر از 1 درصد از کل انرژی شخصی را که با استفاده از ورزش شدید وارد دستگاه می کند ، مهار می کند. در حالت ایده آل ، شما یک برداشت کننده انرژی می خواهید که به ورودی ثابت منفعل از بدن انسان متکی باشد.

    تبلیغات

    "به طور معمول ، شما می خواهید حداکثر بازده سرمایه گذاری در انرژی را داشته باشید. شما نمی خواهید انرژی زیادی را از طریق ورزش کنید تا فقط کمی انرژی پس بگیرید. "، جوزف وانگ ، نویسنده همکار ، از UCSD ، گفت که آزمایشگاه وی سلول های سوخت زیستی را تولید کرده است که هشت سال پیش از غلظت زیاد لاکتات در عرق انسان انرژی می گیرد. "اما در اینجا ، ما می خواستیم دستگاهی متناسب با فعالیت روزمره ایجاد کنیم که تقریباً به هیچ سرمایه گذاری انرژی احتیاج ندارد - شما می توانید دستگاه را کاملا فراموش کنید و بخوابید یا مانند میز تایپ روی میز کار کنید ، اما هنوز هم به تولید انرژی ادامه دهید. می توانید با آن تماس بگیرید "قدرت از هیچ کاری".

    در واقع ، به گفته وانگ و همکاران ، دستگاه آنها دارای مطلوب ترین EROI تاکنون برای برداشت کننده های انرژی زیستی است. آنها اعتقاد دارند که این تغییر یک الگوی از آنچه "کار برای قدرت" می نامند به "زندگی برای رسیدن به قدرت" است.

    راز آنها: تعریق منفعل معروف به عرق نوک انگشت است. دست ها و انگشتان ما بسیار بیشتر از آنچه که تصور می کنیم عرق تولید می کنند ، زیرا انگشتان ما به طور مداوم در معرض هوا قرار می گیرند و اجازه می دهند هر عرقی به سرعت تبخیر شود. در حقیقت ، نوک انگشتان بیشترین غلظت غدد عرق را در هر نقطه از بدن انسان ، از جمله زیر بازوها دارند. نوک انگشتان با سرعتی معادل چند میکرولیتر در سانتی متر عرق تولید می کند.

    "حتی با داشتن یک دقیقه مقدار عرق نسبت به عرقی که از یک تمرین شدید شدید ، این قدرت هنوز بسیار قابل توجه است" نویسنده لو یین به New Scientist گفت. "مهم نیست که دست شما چقدر تمیز باشد ، گذاشتن اثر انگشت در همه جا بسیار آسان است. این در اصل مانده عرق شما است ، با مقدار زیادی متابولیت. کاری که ما انجام دادیم این است که از این مزیت استفاده کنیم. "

    سلول جدید سوخت زیستی UCSD یک نوار نازک و انعطاف پذیر است که مانند Band-Aid به راحتی دور انگشت می پیچد. یک پد از الکترودهای ساخته شده از کف کربن و همچنین یک هیدروژل وجود دارد که هر نوع عرق را جذب می کند. آنزیم های موجود در الکترودها باعث ایجاد واکنش های شیمیایی بین لاکتات و مولکول های اکسیژن در عرق شده و باعث تولید برق می شوند. آنها بعداً یک تراشه پیزوالکتریک اضافه کردند تا فقط با فشار دادن نوک انگشتان شخص بر روی جسم ، حتی انرژی بیشتری تولید شود. این انرژی سپس در یک خازن کوچک ذخیره می شود تا زمانی که لازم باشد.

    تبلیغات

    تیم UCSD دریافت که سلول سوخت زیستی آنها می تواند نزدیک به 400 میلی ژول انرژی در هر سانتی متر مربع تولید کند (برای تأمین انرژی ساعت مچی الکتریکی به مدت 24 ساعت کافی است). ) به عنوان آزمودنی ده ساعت خوابید. با یک ساعت تایپ یا کلیک کردن روی ماوس ، از یک نوک انگشت نزدیک به 30 میلی ژول تولید شد. افزودن نوارها به بقیه انگشتان به طور بالقوه می تواند ده برابر انرژی بیشتری تولید کند و این بازدهی زیادی را در سرمایه گذاری انرژی ایجاد می کند. یین گفت: "وقتی می خوابید ، کاری نمی کنید." "حتی با فشار دادن یک انگشت ، شما فقط در حدود نیم میلی ژول سرمایه گذاری می کنید."

    تیم UCSD برای نشان دادن عملی بودن دستگاه خود ، سلول سوخت زیستی خود را به یک سنسور شیمیایی با یک کم ، کم متصل کرد. صفحه نمایش الکتروکرومیک قدرت که بازخوانی داده های جمع آوری شده توسط سنسور را فراهم می کند. آنها سیستم را به سوژه متصل می کنند تا بعد از مصرف مکمل میزان ویتامین C آنها را کنترل کنند. آزمایش دیگر شامل تغذیه سنسور سدیم برای نظارت بر تعداد یون های سدیم است نمونه ای از آب شور. آنها دریافتند که سنسور و صفحه نمایش را می توان با فشار دادن دستگاه ده بار در هر ده ثانیه یا با پوشیدن نوار به مدت دو دقیقه روی نوک انگشت ، تأمین کرد.

    مرحله بعدی برای بهبود کارایی سلول جدید بیو سوخت و همچنین ادغام آن با انواع دیگر ماشین های برداشت برای شرایط خاص هدفمند است. همچنین ممکن است جز hydro هیدروژل برای دوام بهتر و حفظ رطوبت بیش از حد طولانی ، تکرار شود عملیات ated "چنین فن آوری بسیار کارآمد ، کاربر پسند ، سازگار با زیست سازگار با انرژی ، همراه با یکپارچه سازی سیستم و بودجه بندی انرژی منطقی مربوطه ، نوید قابل توجهی برای ایجاد سیستم های الکترونیکی اپیدرمی نسل بعدی خودپایدار ، قابل اعتماد و مستقل برای ردیابی مراقبت های بهداشتی و سلامتی را می دهد. ، "" نویسندگان نتیجه گرفتند.

    DOI: Joule، 2021. 10.1016 / j.joule.2021.06.004 (درباره DOI).

    مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو یک نازک ، انعطاف پذیر را ایجاد کردند نواری که می تواند در نوک انگشت پوشیده شود و در صورت تعریق انگشت فرد یا فشار دادن آن مقدار کمی برق تولید می کند.

    تصویر لیست شده توسط دانشکده مهندسی UCSD Jacobs





خبرهای دیگر از علوم پایه