Электронная кожа, получающая электропитание от пота, обеспечивает мониторинг здоровья

Электронная кожа, получающая электропитание от пота, обеспечивает мониторинг здоровья

28 Apr 2020
29
Прослушать

Специалисты кафедры медицинской инженерии Калифорнийского технологического института разработали электронную кожу, которая наносится непосредственно на настоящую кожу человека. Это устройство, изготовленное из мягкой, тонкой и эластичной резины, может быть оснащена датчиками, которые отслеживают такую информацию, как частота сердечных сокращений, температура тела, уровень сахара в крови и побочные продукты обмена веществ, которые являются индикаторами здоровья, и даже нервные сигналы, которые контролируют наши мышцы. При этом нет необходимости в батарее, так как она работает исключительно на биотопливных элементах, питающихся от одного из собственных продуктов жизнедеятельности организма. Правда, мы полагаем, что это будет работать только в жаркую погоду, поскольку действующим веществом является наш пот.

Информация о разработке была опубликована в журнале Science Robotics.

Человеческий пот содержит очень высокий уровень химического лактата - соединения, образующегося как побочный продукт нормальных метаболических процессов, особенно мышцами во время физических упражнений. Топливные элементы, встроенные в электронную кожу, поглощают этот лактат и соединяют его с кислородом из атмосферы, образуя воду и пируват, еще один побочный продукт метаболизма. В процессе работы биотопливные клетки вырабатывают достаточно электричества для питания датчиков и даже Bluetooth-чипа, позволяя электронной коже передавать показания своих датчиков по беспроводному каналу связи.

По словам разработчиков, создание источника питания, который мог бы работать, используя пот, была не единственной задачей при создании электронной кожи. Он также должен был работать долгое время с высокой интенсивностью потребления энергии с минимальной деградацией. Ячейки биотоплива состоят из углеродных нанотрубок, пропитанных платиновым/кобальтовым катализатором, и композитной сетки, содержащей фермент, расщепляющий лактат. Они могут вырабатывать непрерывную, стабильную выходную мощность (до нескольких милливатт на квадратный сантиметр) в течение нескольких дней, используя пот как "биотопливо".

Теперь университетские ученые планируют начать разработку различных датчиков, которые могут быть встроены в электронную кожу, так что она может быть использована для нескольких целей.