Nanoteknistä pienenergian keruuta

16.08.2021

Tel-Aviv-keho-tuottamaan-sahkoa-250.jpgNanotekniikan avulla voidaan pian tuottaa kehon sisäisesti sähkövirtaa suoraan ihmiskehosta tai ulkoisesti ihmisen vain nukkuessa.

Tel Avivin yliopiston tutkijoiden johtaman tutkimusryhmän nanotekninen kehitystyö mahdollistaa sähköenergian tuottamisen suoraan ihmiskehossa aktivoimalla erilaisia elimiä mekaanisella voimalla.

Saavutukseen liittyy uusi ja erittäin vahva kollageenin kaltainen biologinen materiaali, joka on pietsosähköinen mutta ei myrkyllinen.

Tutkijat uskovat, että uudella nanoteknologialla on monia potentiaalisia sovelluksia lääketieteessä, mukaan lukien puhtaan energian kerääminen sydämentahdistimien ja muiden kehoon istutettujen laitteiden käyttämiseksi kehon luonnollisten liikkeiden kautta.

"Kollageeni on yleisimpiä proteiineja ihmiskehossa, ja se muodostaa noin 30 % kaikista kehomme proteiineista", taustoittaa professori Ehud Gazit. Koska kollageenimolekyyli itsessään on suuri ja monimutkainen, tutkijat ovat pitkään etsineet minimalistista, lyhyttä ja yksinkertaista molekyyliä, joka perustuu kollageeniin ja jolla on samanlaiset ominaisuudet.

Tutkijoiden nyt luoman materiaalin nanometrisien rakenteiden kokeet paljastivat, kehon liikkeet, kuten syke, leukojen louskuttaminen, suolenliikkeet tai mikä tahansa muu kehossa säännöllisesti tapahtuva liike, varaavat laitteen sähköllä, joka aktivoi implanttia jatkuvasti.

Kalifornian San Diegon yliopiston insinöörit ovat taasen kehittäneet ohuen, joustavan nauhan, joka sormenpäässä tuottaa pieniä määriä sähköä henkilön sormen hikoilusta tai kun sormella napautetaan jotakin kohdetta.

Tel_Aviv-SAN-DIEGO-hiki-sahkoa-250.jpgErikoista tässä ratkaisussa on, että se tuottaa virtaa myös silloin, kun käyttäjä nukkuu tai vain istuu paikallaan. Laite tuottaa myös lisätehoa kevyillä sormenpuristuksilla - joten esimerkiksi kirjoittaminen, tekstiviestien lähettäminen, pianon soittaminen voi olla myös energianlähde. Tämä on saatu aikaan integroimalla pietsosähkögeneraattori biopolttokennon alle sormipuristuksen mekaanisen energian hyödyntämiseksi.

Laite saa suurimman osan tehostaan sormenpäästä, jotka ovat ympäri vuorokauden toimivia hikoilutehtaita. On vähemmän tunnettu tosiasia, että sormenpäät ovat yksi kehon hikoilupisteistä; niissä on yli tuhat hikirauhasta joten alue voi tuottaa 100-1000 kertaa enemmän hikeä kuin useimmat muut kehon alueet.

"Syy, miksi tunnemme hikoilua muualla kehossa, johtuu siitä, että kyseiset alueet eivät ole hyvin tuulettuvia", sanoo tohtoriopiskelija Lu Yin. ”Sitä vastoin sormenpäät altistuvat aina ilmalle, joten hiki haihtuu niistä nopeasti.

Hien kerääminen näin pieneltä alueelta ja sen hyödyntäminen edellytti innovatiivista materiaalitekniikkaa. Hiilivaahtoiset elektrodit absorboivat hikeä ja niissä on entsyymejä, jotka laukaisevat kemiallisia reaktioita hien laktaatti- ja happimolekyylien välillä tuottamaan sähköä.

Tutkijat keräsivät energiaa yhdestä sormenpäästä 10 tunnin unen aikana lähes 400 millijoulea - tämä riittää elektronisen rannekellon käyttämiseen vuorokauden ajan. Tunnin ajan satunnaisen kirjoittamisen ja hiiren napsauttamisella laite keräsi lähes 30 millijoulea. Ja tämä vain yhdestä sormenpäästä.

UC San Diegossa kehitellään myös biosuperkondensaattoria, joka voi kerätä ja tallentaa hikoilusta saamaansa energiaa käytettäväksi suurempitehoisten energiankäyttöpulssien tarpeisiin.

Aiheista aiemmin:

Biologista energiantuottoa

Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä

03.12.2021Kotimaista kvanttitietotekniikkaa
02.12.2021Dynaamisesti ohjelmoitava transistori
01.12.2021Yksinkertaisempi suunnitelma kvanttitietokoneille
30.11.2021Näkyvän valon modulointi sirutasolle
29.11.2021Fyysistä salaustekniikkaa nopeille langattomille
27.11.2021Kvanttipisteledi taipuu kuin paperi
26.11.2021Ultranopea akkujen lataus uudella anodimateriaalilla
25.11.2021Nanoantenni avittaa kvanttiviestintää
24.11.2021Vihreää vetyä edullisemmin
23.11.2021Astrosyytit tekoälyn tehostajiksi
22.11.2021Nanoresonaattoreita 3D-tulostuksella
20.11.2021Solut laskevat ja peptideistä antureita
19.11.2021Topologialla kohti terahertsitaajuuksia
18.11.2021Suprajohtavia johteita ja koneita
17.11.2021Kohti tehokkaampaa kvanttilaskentaa
16.11.2021Perovskiitista on moneksi
15.11.2021Yliääniä ja suprajohtavuutta grafeenissa
13.11.2021Energian varastointi kasvien elektronisiin juuriin
12.11.2021Uutta väriä ledeihin
11.11.2021Fotonioperaatiot sopivat yhä paremmin sirulle
10.11.2021Kohti hologarfista videokonferenssia
09.11.2021Spin-kubitin hallintaa
08.11.2021Tekoälyä tehokkaammin
06.11.2021Navigointia ilman GPS:ää
05.11.2021Grafeenia doupaten
04.11.2021Valon hallintaa mustalla fosforilla
03.11.2021Yleiskäyttöinen nopea virheenkorjaus
02.11.2021Sellulla ja kuparilla parempia ja turvallisempia akkuja
01.11.2021Kohinan leikkausta ja hybridikäyttöä kvanttilaskennalle
30.10.2021Anturi SARS-CoV-2-proteiineille
29.10.2021Parveilevaa ja loikkivaa robottitekniikkaa
28.10.2021Räjähtävää sähkövoimaa
27.10.2021Nanomittakaavan 3D-rakenteita
26.10.2021Germaniumia kvanttielektroniikkaan
25.10.2021Jäähdyttää radioaaltoja kvanttitilaan
22.10.2021Fotoniikkaa topologisesti
21.10.2021Metamateriaali ohjaa valon korrelaatioita
20.10.2021Elektronien tanssia, lomittumista ja jäätiköitä
19.10.2021Molekyyli kerrallaan
18.10.2021Sähköisesti ohjattua magnetismia
15.10.2021Topologinen fotoni-fononi -läpimurto
14.10.2021Valolla hallittavia meta-ajoneuvoja
12.10.2021Lennokkiantennit EMF-ongelmien ratkaisijana
11.10.2021Tuulen lennättämä mikrosiruanturi
08.10.2021Katalyyttejä yhdellä atomilla ja ferrosähköllä
07.10.2021Ihmiseen integroitavia elektroniikan polymeerejä
06.10.2021Twist, twist, twist
05.10.2021Laskentaa ilman digitaaliprosessoria
04.10.2021Superioninen johde ja muita akku-uutisia
01.10.2021Lämmönhallintaa nanoelektroniikalle
30.09.2021Vuotaa ja ei vuoda
29.09.2021Kohti ihon kaltaista elektroniikkaa
28.09.2021Uusia ja ikivanhoja ideoita mikrolasereille
27.09.2021Uusia optisen tiedonsiirron ratkaisuja
24.09.2021Hehkuvien kasvien seuraava sukupolvi
23.09.2021Mikroaaltojen fotoneja kvanttitietokoneisiin
22.09.2021Osittaisdifferentaaleja ja Hamiltoneita ratkaisemaan
21.09.2021Etsausta spintroniikalle ja laaksotroniikalle
20.09.2021Huonelämpötilainen spintransistori
17.09.2021Kiertymiä ja laaksoja
16.09.2021Vihreää polttoainetuottoa kehittäen
15.09.2021Topologiaa ja magneettisuutta
14.09.2021Kvanttianturit ohenevat
13.09.2021Nanokamera seuraa kemiallisia reaktioita
10.09.2021Komplementaarista galliumnitridielektroniikkaa
08.09.2021Käytännöllisiä lämpösähkömateriaaleja
06.09.2021Ionit vauhdikkaina erittäin ohuissa savissa
03.09.2021Akun anodi ja katodi osana kotelointia
01.09.2021Nanomaailman kvanttiominaisuuksia
30.08.2021Perovskiitillä vihreämpiä transistoreita
27.08.2021Ferrosähköistä energian tuottoa
25.08.2021Kvanttiturvallinen viestintä ilman avainten jakelua
23.08.2021Alumiini kiinnostaa energia-alaa
20.08.2021Kvanttipalapelin puuttuvia paloja
18.08.2021Muistitekniikalle uusia ja vanhoja konsteja
16.08.2021Nanoteknistä pienenergian keruuta
13.08.2021Ennätysohuet magneetit hallintaan
11.08.2021Portti auki seuraavan sukupolven tietojenkäsittelylle
09.08.2021Epätavallinen suprajohde kvanttilaskennan alustaksi?
05.08.2021Aurinkokennoja siemenistä kasvattaen
04.08.2021Grafeenikamera kuvaa sydämen sähköistä toimintaa
02.08.2021Laser ja mikrokampa samalle sirulle
30.07.2021Australialaistutkijat kehittivät kvanttimikroskoopin
29.07.2021Fotonit ja magnonit kaveraavat
19.07.2021Kvanttiaskel lämpökytkimelle
08.07.2021Lämpöaaltoja puolijohdemateriaalissa
25.06.2021Kvanttipisteet voivat "puhua" keskenään
24.06.2021Metamateriaaleja tulostustekniikalla
23.06.2021Kohti topologisia suprajohteita
22.06.2021Uusia ominaisuuksia moiré-superhiloissa
21.06.2021Valoa ja elektroneja antiferromagneeteille
17.06.2021Uusia materiaalimuotoja elektroniikalle
16.06.2021Kvanttiviestintää helposti ja pitkille matkoille
15.06.2021Elektronisia järjestelmiä nanovihreästä materiaalista
14.06.2021Atominen katse litiumakkuihin
12.06.2021Kubitteja hiilinanoputkista
11.06.2021RAM:ina ja ROM:ina toimivia sirukomponentteja
10.06.2021Kuinka revontulet syntyvät?
09.06.2021Radiotaajuisen signaalin prosessointi akustiseksi
08.06.2021Magnetosähköä ja magnetostriktiota

Näytä lisää »