人体运动的原始动力

人体运动的原始动力

自主性是一个备受期待的功能,下一代的微系统,如远程传感器,可穿戴电子产品、植入式生物传感器和纳米机器人。KAUST的研究人员在Husam Alshareef的带领下,Jr Hau和Khaled Salama都将免维护电力单位生产和使用自己的燃料,而不是依靠外部电源开发的小型独立设备。

图片说明:铅卤化物材料具有太阳能电池和发光二极管所需的光电特性。

摩擦纳米发电机(滕氏)捕获从周围的机械能,如振动和随机运动产生的人类,并把它变成电。在这些微型发电机中,不同极性材料之间的摩擦接触产生相反电荷的表面。反复摩擦使电子在这些表面之间跳跃,从而产生电压。

人体运动的原始动力

可穿戴型手镯可以捕获和转换从人体运动的能量转化为电能并储存在mxene超级电容驱动不同的传感器。

“我们利用摩擦作用从简单的动作中获得能量,如拍手,手指敲击和日常手部运动,驱动不同类型的传感器,说:”alshareef  

研究人员通过研究耦合基聚合物的聚二甲基硅氧烷硅开发了一个自供电的探测器(PDMS)作为一个被称为金属卤化物钙钛矿¹材料滕。铅卤化物材料具有太阳能电池和发光二极管中理想的光电特性。

为了简化设计,消除运动驱动器的需要,他的团队用两个多层聚合物基片制造了光电探测器。一片包括钙钛矿超薄膜,而另一层包含PDMS层。间隙允许团队利用摩擦电效应时,用手指轻敲活化装置。

光电探测器的首席作者Mark Leung说:“这种自供电装置对入射光显示出极好的响应能力,特别是在低强度光线照射下。”。由于它的柔性和透明的聚合物组件,它也保留了它的性能后,弯曲1000次,而不管入射光的方向。

推动边界进一步,研究人员研制出一种可穿戴式自供电的手链,可以通过碳纤维嵌入硅纳米发电机与mxene microsupercapacitors结合存储转换机械能。

他们把发电机和微型电化学电容器为单片器件封装在硅橡胶。防漏和可伸缩的外壳提供了一个灵活的软手镯,完全符合人体。在皮肤–硅胶分离波动改变电极之间的电荷平衡,使电子流来回腾和微超级电容器充电。

除了具有循环寿命长、充电时间短、MXene microsupercapacitors可以在一个给定的面积比薄膜微电池积累更多的能量,提供更快和更有效的腾小能量存储单元产生的电。当活动时,手镯可以使用存储的能量来操作各种电子装置,如手表和温度计。

“我们的最终目标是开发一个自我驱动的传感器平台进行个性化的健康监测,”博士生邱江说,他是自动充电乐队项目的主要作者。该小组目前正计划在系统中引入传感器来检测人体汗液中的生物标记物;

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