近日,來自加州理工學(xué)院的研究人員創(chuàng)造了一種新的電子皮膚,直接貼在人的真實皮膚上。
這種電子皮膚由一種柔軟、有彈性的橡膠材料制成,可以嵌入監(jiān)測健康信息的傳感器。該傳感器能夠記錄的健康信息包括心率、體溫、血糖和代謝副產(chǎn)物等健康指標。
該傳感器完全依靠生物燃料細胞運行,其動力來自于人體的廢物產(chǎn)品汗液??茖W(xué)家表示,人類的汗液中含有一種叫做乳酸鹽的化學(xué)物質(zhì),含量非常高。乳酸鹽是正常代謝過程中產(chǎn)生的一種化合物,尤其是肌肉在運動過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
不僅如此,內(nèi)置在電子皮膚當中的燃料電池還可以吸收乳酸鹽,并與大氣中的氧氣結(jié)合,生成水和丙酮酸,這是新陳代謝的另一個副產(chǎn)品。生物燃料電池可以產(chǎn)生足夠的電力來為傳感器和類似于連接和汽車音響的藍牙設(shè)備供電。
對于選擇藍牙連接方式的原因,該團隊表示,藍牙連接具有擴展的連接性,可用于實際的醫(yī)療和機器人應(yīng)用,盡管它比近場通信更耗電。除了創(chuàng)造出一種能夠靠汗水運行的電源,該團隊還面臨著一個挑戰(zhàn),那就是需要創(chuàng)造出一種可以持續(xù)很長時間而又極少衰減的傳感器。為此,團隊創(chuàng)造了一種復(fù)合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中含有鉑/鈷催化劑的碳納米管制成的銼刀孔,該復(fù)合材料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠容納能夠分解乳酸的酶。
總而言之,這種燃料電池可以在多天內(nèi)利用人類的汗水產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的功率輸出,每平方厘米可高達幾毫瓦的功率輸出。研究人員計劃開發(fā)出各種傳感器,這些傳感器可以嵌入到電子皮膚中,允許用于多種用途。
未來,科學(xué)家們打算將此作為一個平臺,并計劃作為人機界面使用。