利用人体微生物自发电 可穿戴设备普及更进一步

2022年08月04日 16:24 次阅读 稿源:第一财经 条评论

最近发表在《Nature Communications》上的新研究,让我们看到了微型可穿戴设备普及的可能性,也就是利用人体微生物进行自发电的储能技术。一直以来,限制着人体可穿戴设备产业发展其中一个主要因素就是电池技术,尤其是对于一些植入式的可穿戴设备而言,如果要做成微型化,必须要面对的一个问题就是储能,也就是供电系统的微型化。

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而来自阿默斯特大学的新研究展示了一种生物膜,它利用死亡细菌的尸体从汗液中发电,而且它所获得的电能和电池一样有效。目前这项技术是建立在先前对一种被称为Geobacter sulfurreducens的特殊菌株的研究之上。

这种微生物也被称为electricigens,是已经证明在某些条件下,包括在人体汗液的蒸发过程中,有能力产生电力的几种微生物之一。这使得它成为用于生物膜的理想候选者,而生物膜则可以粘在皮肤上,从而通过汗液的蒸发为可穿戴电子设备收集可用的电力。

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而目前这项技术所遇到的难点在于,要保持持续的电能转换,就需要人体能够持续性的排出一些汗液。而我们人体并不是能够常常排出足够的汗液,尤其是在天气寒冷的季节。尽管阿默斯特团队发现,G. sulfurreducens不需要活着就能发电,但是要在人体上经常性的获得汗液还是一个现实的困难。

当然,也可以借助于这项技术来提醒我们在特定的时间需要进行运动,借助于运动来获得汗液,以维持充电。

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而这项最新的研究,最新的实验表明,生物膜皮肤贴片至少可以保持18个小时的性能并能为测量脉搏、呼吸和其他身体信号的应变传感器供电。在实验室测试中,这些生物膜在测试的第35天显示出与第一天相似的性能。

可以说,这项技术的发现,在很大的程度上将会对植入式的可穿戴医疗设备带来巨大的革命,会促使植入式的可穿戴医疗设备产业发展。

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