, Perangkat Pakai, Keringat dan Listrik

Bagaimana jika Anda bisa menggunakan tubuh manusia untuk menyalakan perangkat elektronik?

Sekelompok ilmuwan di Universitas California San Diego (UCSD) melakukan hal itu.

AdvertisementAdvertisement

Dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Energy & Environmental Science, penulis melaporkan penemuan terbaru tentang patch kulit fleksibel yang menghasilkan listrik dari keringat manusia.

Sekarang rekan postdoctoral di Northwestern University, Bandodkar baru saja menyelesaikan PhD di bidang nanoengineering di UCSD.

Iklan

"Laktat dalam keringat pada dasarnya dikonsumsi oleh tambalan ini, yang menghasilkan listrik yang dapat digunakan untuk menyalakan peralatan medis lainnya," katanya.

Patch menunjukkan tegangan rangkaian terbuka 0, 5 volt, dan kerapatan daya hampir 1. 2 miliwatt per sentimeter kuadrat.

AdvertisementAdvertisement

Itu mewakili kepadatan daya tertinggi yang tercatat sampai saat ini untuk sel biofuel yang dapat dipakai. Sebenarnya, ini hampir 10 kali lebih kuat daripada perangkat sebelumnya.

Sejauh ini, pengembang telah menggunakan patch tersebut untuk menyalakan light emitting diode (LED) dan radio Bluetooth Low Energy (BLE).

Ke depan, mereka percaya itu bisa digunakan untuk sensor daya yang dirancang untuk memantau kesehatan dan kebugaran pemakainya.

"Saat ini, kita memiliki semua sensor dan sistem yang dapat dipakai ini yang membutuhkan baterai besar. Dan berkali-kali, bobot baterai jauh lebih tinggi dari berat perangkat yang sebenarnya, "Bandodkar menjelaskan. "Tapi yang Anda miliki dengan patch ini adalah sistem pemanenan energi di atas tubuh, yang bisa menghasilkan listrik dari tubuh Anda dan menggunakannya untuk menyalakan sistem dpt dipakai lainnya. "

Dengan menghilangkan kebutuhan akan baterai besar, sel biofuel yang dapat dikenakan dapat membantu para ahli mengembangkan perangkat medis yang lebih kecil dan lebih ringan yang dapat dikenakan di badan, dan didukung olehnya juga.

AdvertisementAdvertisement

Baca lebih lanjut: Seberapa rentan perangkat medis pribadi terhadap peretas? Cukup banyak untuk kulit

Sementara dibutuhkan lebih banyak penelitian, patch ini merupakan perkembangan yang signifikan di bidang sel biofuel yang dapat dipakai.

Selain menunjukkan kepadatan daya tinggi, juga cukup fleksibel untuk menyesuaikan diri dengan tubuh manusia. "Untuk membuat perangkat yang dapat dipakai, kita harus membuatnya sangat fleksibel atau bahkan dapat direnggangkan," Yue Gu, rekan penulis kertas dan mahasiswa PhD tahun kedua di UCSD, mengatakan kepada Healthline.

Jika tidak, perangkat akan rusak di bawah tekanan gerakan.

AdvertisementAdvertisement

Untuk membuat perangkat yang fleksibel, para peneliti mengatur struktur nanotube karbon 3-D yang kaku menjadi konfigurasi "island-bridge" yang dapat diregangkan.

Dalam desain ini, pulau-pulau yang terikat dengan kuat dihubungkan oleh jembatan serpentine.

Saat mereka mengalami gerakan, jembatan lepas dan berubah bentuk.

Iklan

Hal ini memungkinkan jembatan untuk mengakomodasi tekanan, sekaligus membatasi ketegangan di pulau-pulau.

"Kami dapat menggabungkan banyak bahan sel biofuel aktif ke dalam struktur nanotube karbon 3-D ini," Bandodkar menjelaskan. "Kemudian kita bisa menempatkan struktur kaku di atas pulau-pulau terpencil ini. Jadi, bahkan saat kita meregangkannya, tidak ada peregangan yang dialami oleh struktur ini. "Ini adalah bagaimana kita dapat mempertahankan kepadatan daya tinggi, sementara tetap memiliki sifat lembut yang dapat direntangkan," Bandodkar menambahkan.

Pendekatan inovatif ini memungkinkan para peneliti untuk menciptakan sel biofuel yang dapat dipakai yang dapat menghasilkan daya stabil selama dua hari, meskipun peregangan berulang.

Menurut Gu, ini adalah perangkat pertama yang mengintegrasikan sel biofuel ke dalam desain jembatan pulau.

Baca lebih lanjut: Konsumen menyukai teknologi yang dapat dipakai dengan mengkhawatirkan keamanan data »

Kolaborasi adalah kunci

Untuk mengembangkan perangkat seperti ini, kerja tim interdisipliner sangat penting.

Anggota dari tiga kelompok penelitian yang berbeda di UCSD terlibat dalam proyek ini, termasuk kelompok yang dipimpin oleh rekan penulis Joseph Wang, PhD; Sheng Xu, PhD; dan Patrick Mercier, PhD.

"Kelompok Profesor Wang memiliki keahlian dalam membuat komponen aktif sel biofuel," Bandodkar menjelaskan. "Kelompok Profesor Xu memiliki keahlian dalam membuat struktur jembatan pulau yang lembut dan dapat dilipat ini. Dan kelompok Profesor Mercier memiliki pengalaman dalam elektronika berenergi rendah. "

Di masa lalu, para periset dari kelompok ini juga mengerjakan teknologi dpt dipakai lainnya. Sebagai contoh, Bandodkar, Wang, dan rekan sebelumnya mengembangkan sensor mirip tato yang dirancang untuk memantau tingkat elektrolit dan glukosa.

Mereka sekarang tertarik untuk belajar jika sel kulit biofuel dapat digunakan untuk menyalakan sensor semacam itu.

"Ketika kami mengerjakan hal-hal seperti ini, baterai selalu menjadi masalah," kata Bandodkar. "Nah, yang ingin kita lakukan adalah menggunakan sel biofuel ini untuk menyalakan sensor kimia. Itu adalah sesuatu yang sedang kita jelajahi. "Melalui kolaborasi interdisipliner mereka, pencipta patch kulit sel biofuel membantu mendorong bidang sensor dan sistem kesehatan yang dapat dipakai ke depan.