Наше тіло зможе заряджати смартфон?

Відео: вибухають МОБІЛЬНІ ТЕЛЕФОНИ | ПОТРІБНО ЗНАТИ КОЖНОМУ! топ рейтинг

Одного разу ваша ранкова пробіжка зможе заряджати енергією не тільки вас, але і ваш смартфон.

Так само, як і будь-яке інше електронний пристрій невеликої потужності.

Вчені розробили біосенсори, що встановлюється в тимчасовій татуювання на тілі, який може відстежувати прогрес тренування і використовувати піт людини для отримання електроенергії.

Це інноваційний пристрій придумало командою вчених з Університету Каліфорнії, яку очолював Джозеф Вонг (Joseph Wang), заслужений професор і голова університетського відділення наноінжінірінга. Винахідники представили концепцію нової біобатарейки на зустрічі Американського хімічного товариства в Сан-Франциско.

Біобатарейки мають кілька переваг перед традиційними батарейками: вони швидше заряджаються, використовують поновлювані джерела енергії (в нашому випадку людський піт), вони не вибухають і не містять токсичних хімічних елементів.

Професор Вонг говорить, що їхня робота «продемонструвала перші зразки епідермальних електрохімічних біосенсорів і біопаливних батарейок, які потенційно можуть бути використані в широкому асортименті виробів в майбутньому».

Коли людина пітніє, тіло виробляє лактат (молочну кислоту), яка, за словами асистента професора доктора вінчає Джіа (Wenzhao Jia), «є дуже важливим індикатором того, наскільки інтенсивно ви тренувалися».

В цілому, чим більш інтенсивно ми вправляємося, тим більше лактату виробляє тіло. При інтенсивних навантаженнях в клітинах включаються анаеробні цикли отримання енергії, які складаються в розщепленні глюкози до молочної кислоти - звідси і береться лактат.

Професійні атлети відстежують рівень лактату, щоб оцінювати свою фізичну продуктивність. Лікарі також відстежують рівень лактату у пацієнтів, яких перевіряють на деякі захворювання серця і легенів або на стани, що супроводжуються підвищеним рівнем молочної кислоти.

Неінвазивний моніторинг лактату в реальному часі

Доктор Джіа і її колеги створили швидкий, простий і неінвазивний спосіб вимірювати рівень лактату під час фізичних тренувань в реальному часі. До створення цього пристрою єдиним способом був аналіз крові на лактат через певні проміжки часу.

Новий сенсор, який удрукований в звичайну тимчасове татуювання і зовсім не помітний для оточуючих, містить ензим, що генерує електричний струм за допомогою електронів з молекули лактату.

Вчені протестували новинку на 10 здорових добровольцях. Вони накладали тимчасові татуювання з елементом на передпліччі, примушували їх займатися фізичними вправами, а потім вимірювали електричний струм на виході. Протягом 30 хвилин на велотренажері з поступово збільшується навантаженням сенсори дозволили вченим спостерігати в реальному часі зміна рівня лактату в учасників.

Біобатарейки генерує енергію з поту

Команда розробила технологію, при якій зазначений вище ензим, що забирає електрони від молекули лактату, служить анодом, а особливу речовину, яка отримує ці електрони - катодом. Рух електронів в напрямку від анода до катода - базовий принцип роботи будь-якої батарейки, в тому числі нової біобатарейки.

У другому експерименті команда протестувала біобатарейки на 15 добровольцях, які займалися на велотренажерах. Як і минулого разу, у них на передпліччя були встановлені тимчасові тату з елементами.

Різні учасники виробляли різну кількість енергії. Дивно, але найменш треновані люди виробляли електрики найбільше. Ті, хто займався фізичними вправами раз тиждень, давали більше енергії, ніж ті, хто тренувався через день.

Одне з можливих пояснень в тому, що нетреновані люди швидше втомлювалися, і анаеробне розщеплення глюкози з утворенням лактату в клітинах у них починалося набагато раніше. Нетреновані добровольці генерували близько 70 мкВт на квадратний сантиметр шкіри.

Доктор Джіа каже, це поки не дуже багато, але вони працюють над тим, щоб зробити біобатарейки більш ефективними і придатними для харчування невеликих електронних пристроїв.

«Вже зараз ми можемо взяти максимум 70 мкВт з квадратного сантиметра, але наші електроди розміром 2-3 мм і генерують близько 4 мкВт - це недостатньо, щоб живити, наприклад, електронний годинник, які вимагають як мінімум 10 мкВт», - сказала вона.

Дослідниця також нагадала, що потрібно знайти і відповідний спосіб зберігання отриманої енергії.