Инженеры UCLA разрабатывают класс биоэлектроники, запитываемой от человека
Гибкое и мягкое устройство с автономным питанием от от движений человека создала команда биоинженеров из Инженерной школы UCLA Samueli. 30 сентября статью по результатам проделанной работы опубликовал журнал Nature.
Технология позволяет получать электропитание, генерируемое от движения человеческого тела, будь то сгибание локтя или более тонкие движения, вплоть до колебания пульса на запястье. Вырабатываемой энергии вполне достаточно для запитывания носимых и имплантируемых датчиков.
Исследователи использовали магнитоупругий эффект, который представляет собой изменение степени намагниченности материала, в котором крохотные магниты меняют взаимное положение под воздействием механических нагрузок. Команда использовала микроскопические магниты, распределенные в тонкой силиконовой матрице для генерации магнитного поля при деформациях материала. Электричество генерируется в результате колебаний магнитного поля.
«Наше открытие открывает новый путь для практических энергетических, сенсорных и терапевтических технологий, которые ориентированы на человека и могут быть подключены к Интернету вещей», — сказал руководитель исследования Цзюнь Чен, доцент кафедры биоинженерии в UCLA Samueli. Уникальность технологии, считает он состоит в том, что устройство может быть прижато к коже человека, — в основе лежит не электрическое, а магнитное поле и это позволяет устройству стабильно работать в условиях влажности и при наличии интенсивного потоотделения человеческой кожи.
Магнитоупругий генератор, изготовленный членами команды Чена, имеет размер четвертака (монета в 25 центов), изготовлен из катализированной платиной силиконовой полимерной матрицы и неодим-железо-борных наномагнитов. Генератор закрепляли на локте оператора силиконовой лентой. Магнитоупругий эффект, который они наблюдали, был в четыре раза больше, чем у установок аналогичного размера с жесткими металлическими сплавами. В результате устройство генерировало электрические токи в размере 4,27 миллиампера на квадратный сантиметр, что в 10 000 раз лучше предшествующего аналога.
Патент на технологию был подан UCLA Technology Development Group.
