Elektronische Haut vollständig durch Schweiß angetrieben können Gesundheit

Unsere Haut kann auch sagen, der Außenwelt sehr viel über uns. Mütter drücken ihre Hände gegen die Stirn, um zu sehen, ob wir Fieber haben. Ein Datum kann eine Röte steigt auf unseren Wangen während einer intimen Unterhaltung sehen. Menschen in der Turnhalle schließen könnten Sie auf Ihnen ein gutes Training von den Schweißperlen haben.

Aber Caltech Wei Gao, Assistant Professor in der Andrew und Peggy Cherng Abteilung Medizintechnik will auch von der Haut über Dich mehr lernen, und zu diesem Zweck hat er eine elektronische Haut entwickelt, oder E-Haut, die direkt angewandt wird, auf Spitze Ihrer echten Haut. Die E-Haut, aus weichem, flexiblem Gummi kann mit Sensoren eingebettet sein, dass Monitor Informationen wie Herzfrequenz, Körpertemperatur, Blutzuckerspiegel und metabolische Nebenprodukte, die Indikatoren für die Gesundheit sind, und auch die Nervensignale, die unsere Muskeln steuern. Er tut dies, ohne die Notwendigkeit für eine Batterie, da sie sich ausschließlich auf Biobrennstoffzellen von einem der körpereigenen Abfallprodukte angetrieben läuft.

„Eine der großen Herausforderungen, mit dieser Art von tragbaren Geräten auf der Leistungsseite ist“, sagt Gao. „Viele Menschen sind mit Batterien, aber das ist nicht sehr nachhaltig. Einige Leute haben versucht, Solarzellen oder die Kraft der menschlichen Bewegung Ernte, aber wir wollten, wissen,‚Können wir genügend Energie von Schweiß an der Macht des Wearables bekommen?‘ und die Antwort ist ja.“

Gao erklärt, dass menschlichen Schweiß sehr hohe Konzentrationen des chemischen Lactat enthält, wird eine Verbindung als ein Nebenprodukt des normalen Stoffwechselprozesse erzeugt wird, insbesondere durch Muskeln während des Trainings. Die Brennstoff eingebauten Zellen in die E-Haut absorbieren, dass Laktat und kombinieren es mit Sauerstoff aus der Atmosphäre, Wasser erzeugt und Pyruvat, ein weiteres Nebenprodukt des Stoffwechsels. Als sie tätig ist, erzeugen die Biobrennstoffzellen genug Strom für Sensoren und ein ähnliches Bluetooth-Gerät mit dem eines, dass Ihrem Telefon an das Autoradio angeschlossen, so dass die E-Haut Senden Lesungen aus seinen Sensoren drahtlos.

„Während Nahfeldkommunikation ein gemeinsames Konzept für viele batterielose E-Haut-Systeme ist, könnte es nur für Kraftübertragung und Daten, die eine sehr kurze Distanz auslesen über verwendet werden“, sagt Gao. „Bluetooth-Kommunikation verbraucht höhere Leistung, sondern ist ein attraktiver Ansatz mit erweiterter Konnektivität für praktische medizinische und Roboteranwendungen.“

Erarbeitung einer Energiequelle, die auf Schweiß war nicht die einzige Herausforderung bei der Erstellung der E-Haut führen könnte, Gao sagt; es auch eine lange Zeit mit hohen Stromstärke bei minimalem Abbau halten benötigt. Die Biokraftstoffzellen werden aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit einem Platin / Kobalt-Katalysator und zusammengesetzte Gitterhalte ein Enzym, das bricht Lactat imprägniert. Sie können über mehrere Tage im menschlichen Schweiß kontinuierliche, stabile Leistung (wie mehrere Milliwatt pro Quadratzentimeter so hoch) erzeugen.

Gao sagt der Plan ist, eine Vielzahl von Sensoren zu entwickeln, die in der E-Haut eingebettet werden können, so kann es für mehrere Zwecke verwendet werden.

„Wir wollen dieses System eine Plattform zu sein“, sagt er. „Zusätzlich zu einem tragbaren Biosensor ist, kann dies eine Mensch-Maschine-Schnittstelle sein. Die Vitalfunktionen und molekulare Informationen diese Plattform gesammelt unter Verwendung verwendet werden könnten zu entwerfen und zu optimieren nächste Generation Prothetik.“

Quelle: 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>.