Elektroniczna skóra całkowicie zasilany przez potu może monitorować zdrowie

Nasza skóra może również powiedzieć światem zewnętrznym wiele o nas samych. Moms naciśnij swoje ręce na naszych czołach, aby sprawdzić, czy mamy gorączkę. A data może zobaczyć rumieniec rośnie na naszych policzkach podczas intymnej rozmowy. Ludzie w siłowni może wnioskować masz dobry trening z perełek potu na ciebie.

Ale Caltech za Wei Gao, adiunkt na wydziale Andrew i Peggy Cherng Inżynierii Medycznej chce dowiedzieć się jeszcze więcej o was ze skóry, a w tym celu, on opracował skórę elektronicznego, lub e-skóry, która jest stosowana bezpośrednio na górze rzeczywistym skóry. E skórze, wykonane z miękkiego, elastycznego kauczuku mogą być wbudowane czujniki informacji monitora, takich jak bicie serca, temperaturę ciała, poziom cukru we krwi i produktów ubocznych, metabolicznych, które są wskaźnikiem dla zdrowia, a nawet sygnałów nerwowych sterują mięśni. Czyni to bez konieczności stosowania baterii, jak to działa wyłącznie na komórkach biopaliw zasilanych przez jednego z własnych produktów przemiany materii w organizmie.

„Jednym z głównych wyzwań, z tego rodzaju urządzeń do noszenia jest po stronie zasilania”, mówi Gao. „Wiele osób korzysta z baterii, ale to nie jest bardzo trwały. Niektórzy ludzie próbowali za pomocą ogniw słonecznych lub zbierając siły ludzkiego ruchu, ale chcemy wiedzieć," Czy mamy wystarczającą ilość energii od potu do zasilania galanterii? a odpowiedź brzmi: tak.”

Gao wyjaśnia, że ​​pot ludzki zawiera bardzo wysokie poziomy mleczanu chemicznej związku wytworzonej jako produkt uboczny normalnych procesów metabolicznych, zwłaszcza podczas wysiłku mięśni. Ogniwa paliwowe wbudowane w e-skórą absorbują że mleczan i połączyć go z tlenem z atmosfery, tworząc wodę i pirogronian, inny produkt uboczny metabolizmu. Jak działają komórki biopaliw wygenerować wystarczająco dużo energii do zasilania czujników i urządzenie Bluetooth podobny do tego, który łączy telefon do radia samochodowego, dzięki czemu e-skóry na odczytach nadawczych z jego czujników bezprzewodowo.

„Podczas komunikacji bliskiego pola jest wspólne podejście do wielu systemów e-skórnych Bezbateryjne, to może być wykorzystywane wyłącznie do transferu energii i odczyt danych na bardzo krótki dystans,” mówi Gao. „Komunikacja Bluetooth zużywa większą moc, ale jest bardziej atrakcyjne podejście do łączności z rozszerzonym praktycznych zastosowaniach medycznych i robotów.”

Opracowanie źródła zasilania, które mogą działać na pot nie była jedynym wyzwaniem w tworzeniu e-skin, Gao mówi; konieczne jest również, aby trwać przez długi czas z dużym natężeniem prądu z minimalną degradację. Komórki biopaliw są wykonane z nanorurek węglowych impregnowanych katalizatora platyna / kobaltu oraz siatki złożonej posiadający enzym rozkładający mleczanu. Mogą generowania ciągłej, stabilne moc (aż kilku miliwatów na centymetr kwadratowy) w ciągu kilku dni w pocie człowieka.

Gao mówi plan jest rozwijanie różnych czujników, które mogą być osadzone w e-skóry dzięki czemu może być używany do wielu celów.

„Chcemy, aby system ten będzie platformą,” mówi. „Oprócz tego, że do noszenia biosensor, może to być interfejs człowiek-maszyna. W życiowych oraz informacje zebrane za pomocą molekularnej tej platformy mogą być wykorzystane do projektowania i optymalizacji protetyka następnej generacji”.

źródło 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>.