صنع العرق البشري وقودًا حيويًا لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء

لقد حقق تصغير الأجهزة الإلكترونية خطوات هائلة خلال العقود القليلة الماضية.

اليوم ، بعد الهواتف الذكية والعديد من الخياراتالاتصال اللاسلكي ، هناك نوع خاص من الأجهزة يتقدم تطويره بثبات. نحن نتحدث عن أجهزة استشعار حيوية يمكن ارتداؤها. عادة ما يتم تصميم هذه الأجهزة الصغيرة ليتم ارتداؤها مباشرة على الجلد لقياس إشارات حيوية معينة. يتم إرسال البيانات منها لاسلكيًا إلى الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر لتتبع صحة المستخدم.

المشكلة هي أن مثل هذه الأجهزة ضروريةمن الصعب الشحن باستمرار والعثور على مصدر طاقة مناسب لأجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للارتداء. البطاريات التقليدية المستخدمة في ساعات المعصم وحاسبات الجيب سميكة للغاية وضخمة. تشكل البطاريات الرقيقة مشاكل في السعة وحتى السلامة. ولكن ماذا لو كان البشر هم أنفسهم مصدر الطاقة للأجهزة القابلة للارتداء؟

مجموعة من العلماء بقيادة الأستاذ المساعد إيساويستكشف شيتاندا من جامعة طوكيو للعلوم باليابان طرقًا فعالة لاستخدام العرق كمصدر وحيد للطاقة للإلكترونيات القابلة للارتداء. في دراسته الأخيرة المنشورة في مجلة مصادر الطاقة، قدموا بنية مصفوفة جديدةخلايا الوقود الحيوي. يستخدم مكونًا كيميائيًا للعرق - اللاكتات - لتوليد طاقة كافية لتشغيل جهاز الاستشعار البيولوجي والأجهزة اللاسلكية لفترة قصيرة.

تبدو المجموعة الجديدة من خلايا الوقود الحيويضمادة ورقية يمكن ارتداؤها ، على سبيل المثال ، على الذراع أو الساعد. بشكل أساسي ، يتكون من قاعدة ورقية طاردة للماء توضع عليها عدة خلايا وقود حيوي في سلسلة ومتوازية. يعتمد عدد الخلايا على جهد الخرج والطاقة المطلوبة. في كل من هذه ، تنتج التفاعلات الكهروكيميائية بين اللاكتات والإنزيم الموجود في الأقطاب الكهربائية تيارًا كهربائيًا. وهي بدورها تتحرك نحو المنساخ المشترك المصنوع من عجينة الكربون الموصلة.

هذه ليست أول خلية وقود حيوي تعتمد علىاللاكتات ، لكن بعض الاختلافات الرئيسية تضع التصميم الجديد بعيدًا عن خلايا الوقود الحيوي الموجودة. على وجه الخصوص ، يتم تصنيع الجهاز باستخدام طباعة الشاشة. هذه الطريقة مناسبة للإنتاج الضخم الفعال من حيث التكلفة.

أجريت الدراسة بالتعاون مع الدكتور Seiya Tsujimura من جامعة Tsukuba ، والدكتور Tsutomu Mikawa من RIKEN ، والدكتور Hiroyuki Matsui من جامعة Yamagata ، وكلها في اليابان.

قراءة المزيد

تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟

حصل أورانوس على مكانة أغرب كوكب في المجموعة الشمسية. لماذا؟

أخبرت ناسا كيف سيتم تسليم عينات من المريخ إلى الأرض