电子皮肤被汗水完全供电可以监控健康

电子皮肤监测人体的生命体征而被汗水供电。

我们的皮肤也可以让外界了解我们很大的忙为好。妈妈按他们的手对我们的额头,看看我们是否有发烧。一个日期可能会看到一个脸红的亲密交谈过程中对我们的脸颊上升。在健身房的人可能推断出你有汗液对你的珠子一个很好的锻炼。

但是,加州理工学院畏高,在医学工程的安德鲁和佩吉诚系助理教授希望更了解你从你的皮肤学,并为此目的,他开发了一个电子皮肤,或e-皮肤,即直接应用于你真正的皮肤上。电子皮肤由柔软,有弹性橡胶制成,可以嵌入的传感器,如心脏率,体温,这是健康的指标,甚至控制我们的肌肉的神经信号血糖和代谢副产物水平的监控信息。它这样做,无需电池,因为它仅仅运行在搭载的人体自身的废弃物一个生物燃料电池。

“一个与这些类型的可穿戴式设备的主要挑战是在动力方面,”高说。 “很多人都在使用电池,但是这并不是很持久的。有些人已经开始使用太阳能电池或收获人体运动的力量尝试,但我们想知道,'我们可以得到足够的能量从汗水功率穿戴式?答案是肯定的。”

高解释说,人的汗液中含有非常高的水平的化学乳酸,作为正常代谢过程的副产物产生的化合物,特别是运动时的肌肉。内置于电子皮肤的燃料电池吸收乳酸盐和与氧从大气结合起来,产生水和丙酮酸,代谢的另一副产品。当他们工作时,生物燃料电池产生足够的电力,电量传感器和蓝牙设备类似于您的手机连接到您的汽车音响,允许从传感器电子皮肤发射读数无线之一。

“虽然近场通信是许多无电池的电子皮肤系统的通用方法,也可能是只用于电力传输和数据读出了一个很短的距离,”高说。 “蓝牙通信功耗就越大,但与实际医疗和机器人应用扩展连接一个更具吸引力的办法。”

制定可能汗液不是在创造电子皮肤的唯一挑战运行的动力源,高说;它也需要持续很长一段时间和最低降解高功率密度。该生物燃料电池是由用铂/钴催化剂和复合材料网状物浸渍碳纳米管保持的酶由能分解乳酸盐。它们可以产生持续的,稳定的电源输出(高达每平方厘米几个毫瓦)在人体汗液多天。

高说,这个计划是开发一个品种,可以嵌入电子皮肤,因此可以用于多种用途的传感器。

“我们希望这个系统是一个平台,”他说。 “除了是可佩戴的生物传感器中,这可以是一个人 - 机接口。使用此平台收集的生命体征和分子信息可用于设计和优化下一代假肢”。

资源 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>.