Znojni vrhovi prstiju mogli bi pomoći punjenju nove generacije uređaja
Malene kuglice znoja koje vrhovi prstiju stvaraju dok spavamo mogu puniti nosive senzore koji mjere glukozu, vitamin C ili druge zdravstvene indikatore. To je obećanje novog uspjeha, a riječ je o tankom i fleksibilnom uređaju koji se omotava oko vrhova prstiju poput zavoja, a za kojeg njegovi tvorci kažu da je najveći žetelac energije do sada koji se pokreće znojem.
"Sposobnost prikupljanja malenih količina znoja s vrhova prstiju doista je jedinstvena", kaže Roozbeh Ghaffari, biomedicinski inženjer sa Sveučilišta Northwestern.
Istraživači širom svijeta trenutno razvijaju nosive senzore za mjerenje svega - od ubrzanja trkača do razine glukoze kod dijabetičara. Međutim, velika prepreka širokoj upotrebi ovih senzora je sposobnost njihovog održivog napajanja - baterije su glomazne i kratkotrajne, a solarna energija ne radi noću. Zato su se u novije vrijeme istraživači okrenuli ljudskom tijelu kako bi generiralo snagu.
Znoj je posebno perspektivan izvor energije jer sadrži prirodni nusprodukt anaerobnog disanja - metode koju naše tijelo koristi za brzo dobivanje energije kada se naprežemo. Taj nusprodukt je laktat, koji se može razgraditi u enzime za proizvodnju energije. Međutim, postojećim uređajima treba puno znoja za rad, a većina se ljudi vjerojatno ne bi željela prekomjerno znojiti.
Zato su se Lu Yin, nanoinženjer sa sveučilišta Kalifornija u San Diegu, i njegov tim fokusirali na znoj s vrhova prstiju. Na vrhovima prstiju nalazi se najveća koncentracija znojnih žlijezda na našem tijelu - čak i veća nego u pazuhu - i oni se znoje neprestano, bez obzira na to naprežemo li se ili ne. Taj znoj obično ni ne primjećujemo jer gotovo trenutno isparava.
Novi uređaj koji su osmislili širok je samo jedan kvadratni centimetar i dovoljno je fleksibilan da se omota oko vrha prsta. Znoj hvata fleksibilnim hidrogelom koji sjedi na koži, a tri bloka pjene na vrhu gela služe kao elektrode. Dvije sadrže enzim koji uzima elektrone iz laktata, a treća sadrži platinu koja koristi te elektrone kako bi pretvorila kisik u vodu. Ovaj postupak stvara protok elektrona kroz uređaj koji generira električnu energiju.
Uređaj tijekom noćnog sna može generirati 300 milidžula energije po kvadratnom centimetru - dovoljno za napajanje ručnog sata jedan dan. Štoviše, ako osoba koja nosi uređaj napravi pritisak stisnuvši dva prsta, može proizvesti 30 milidžula po kvadratnom centimetru zahvaljujući generatorima koji mehaničku energiju pretvaraju u električnu. Tim je pokazao da su ti mali naleti energije dovoljni za napajanje nosivog senzora vitamina C i njegovog zaslona.
"Uređaj omogućuje korisniku kontinuirano ubiranje energije iz ljudskog tijela", kaže Wei Gao, medicinski inženjer s Kalifornijskog tehnološkog instituta.
Nosivi senzori još su u ranoj fazi razvoja, ali ovakva istraživanja pomažu im da postanu svakodnevna stvarnost, kaže Ghaffari.
Izvor: Sciencemag