Elektroniese vel ten volle aangedryf deur sweet kan monitor gesondheid

Ons vel kan ook vertel van die buitewêreld 'n groot deel van ons so goed. Mammas druk hul hande teen ons voorkoppe om te sien of ons 'n koors. 'N Datum dalk sien 'n bloos stygende op ons wange tydens 'n intieme gesprek. Mense by die gym kan aflei jy 'n goeie oefensessie van die krale van sweet op jou.

Maar Caltech se Wei Gao, assistent-professor in die departement Andrew en Peggy Cherng van Mediese Engineering wil selfs meer oor jou te leer uit jou vel, en vir daardie doel, het hy 'n elektroniese vel, of e-vel, wat direk op toegepas ontwikkel bo-aan jou werklike vel. Die e-vel, gemaak van sagte, buigbare rubber, kan ingesluit word met sensors wat monitor inligting soos hartklop, liggaamstemperatuur, vlakke van bloedsuiker en metaboliese byprodukte wat aanwysers van gesondheid, en selfs die senuwee-seine wat ons spiere te beheer. Dit doen dit sonder die behoefte aan 'n battery, as dit loop net op biobrandstof selle aangedryf deur een van eie afval van die liggaam se produkte.

"Een van die groot uitdagings met hierdie soort van draagbare toestelle is op die krag kant," sê Gao. "Baie mense is met behulp van batterye, maar dit is nie baie volhoubare. Sommige mense het probeer om met behulp sonselle of die oes van die krag van die menslike beweging, maar ons wou weet:" Kan ons genoeg energie van sweet om krag die drabare toestelle te kry? " en die antwoord is ja. "

Gao verduidelik dat menslike sweet bevat baie hoë vlakke van die chemiese laktaat, 'n mengsel gegenereer as 'n byproduk van normale metaboliese prosesse, veral deur spiere tydens oefening. Die brandstofselle gebou in die e-vel absorbeer wat laktaat en kombineer dit met suurstof uit die atmosfeer, die opwekking van water en piruvaat, 'n ander deur-produk van metabolisme. As hulle werk, die biobrandstof selle te genereer genoeg elektrisiteit om krag sensors en 'n Bluetooth-toestel soortgelyk aan die een wat jou selfoon verbind om jou motor stereo, sodat die e-vel te stuur lesings van sy sensors draadloos.

"Terwyl naby-veld kommunikasie is 'n algemene benadering vir baie battery-gratis e-vel stelsels, kan dit slegs gebruik word vir krag oordrag en data Readout oor 'n baie kort afstand," sê Gao. "Bluetooth kommunikasie verbruik hoër mag maar 'n meer aantreklike benadering met uitgebreide konneksie vir praktiese mediese en robot aansoeke."

Ontwikkeling van 'n kragbron wat kan hardloop op sweet was nie die enigste uitdaging in die skep van die e-vel, Gao sê; dit ook nodig om 'n lang tyd met 'n hoë krag intensiteit met 'n minimale agteruitgang duur. Die biobrandstof selle is gemaak van koolstof nanobuise deurtrek met 'n platinum / kobalt katalisator en saamgestelde mesh hou 'n ensiem wat breek laktaat. Hulle kan deurlopende, stabiele kraglewering (so hoog as 'n paar milliwatt per vierkante sentimeter) oor verskeie dae in menslike sweet genereer.

Gao sê die plan is om 'n verskeidenheid van sensors wat gebruik kan word ingebed in die e-vel sodat dit gebruik kan word vir verskeie doeleindes te ontwikkel.

"Ons wil hierdie stelsel om 'n platform te wees," sê hy. "Benewens die feit dat 'n draagbare biosensor, kan dit 'n mens-masjien koppelvlak wees. Die vitale tekens en molekulêre inligting wat ingesamel is met behulp van hierdie platform gebruik kan word om te ontwerp en te optimaliseer die volgende generasie prostetika."

bron: California Institute of Technology. "Electronic skin fully powered by sweat can monitor health." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200422213609.htm>.