Các nhà khoa học tại Đại học California, San Diego đã tiến hành thử nghiệm và chế tạo thành công một miếng dán đặt trên da. Điều đặc biệt là nó có thể chuyển hóa mồ hôi thành năng lượng, đủ để sạc điện thoại của bạn luôn được đầy pin và có thể hoạt động bình thường khi chạy bộ. Miếng dán da này là một hình vuông linh hoạt và nó chỉ rộng vài cm. Nó sử dụng các enzym để chuyển hóa axit lactic trong mồ hôi từ cơ thể con người thành năng lượng. Cụ thể, chúng ta sẽ có thể cấp nguồn cho thiết bị thông qua một vi mạch được cấy vào đầu ngón tay.
Năng lượng được tạo ra từ mồ hôi người đeo thiết bị
Các kỹ sư tại Đại học California ở San Diego mới đây vừa phát hiện mới. Đó là một dải vi mạch dẻo, mỏng, có thể đặt trên da. Nó có thể tạo ra đủ điện năng từ mồ hôi người đeo. Sau đó cấp cho các thiết bị wearable và một số loại thiết bị khác. Bên cạnh việc tạo ra điện từ mồ hôi; các cell nhiên liệu sinh học (BFC) còn có thể “thu hoạch” điện. Bằng cách có dùng cú nhấn nhẹ của ngón tay trong quá trình người đeo gõ phím hoặc chơi đàn piano.
“Chúng tôi hình dung rằng sản phẩm này có thể được sử dụng trong bất kỳ hoạt động hàng ngày nào có thao tác chạm. Những điều mà một người thường sẽ làm khi ở nhà, ở văn phòng, trong khi xem TV, hay khi đang ăn” – theo Joseph Wang, giáo sư ngành kỹ thuật nano tại Đại học Kỹ thuật Jacobs (thuộc Đại học California San Diego). “Mục tiêu của chúng tôi là thiết bị wearable này sẽ hoạt một cách tự nhiên. Bạn thậm chí không phải nghĩ về nó nữa”.
Khi nói về nghiên cứu, giáo sư Wang và các cộng sự đã miêu tả nó như “chén thánh” của lĩnh vực thu thập năng lượng. Bởi nó không lệ thuộc vào bất kỳ nguồn năng lượng phi truyền thống bên ngoài nào. Giống như ánh sáng mặt trời hoặc chuyển động chẳng hạn. Các đầu ngón tay là vị trí hoàn hảo để đặt các dải vi mạch. Bởi chúng là nơi các rãnh mồ hôi tập trung cao nhất trên cơ thể người.
Tỷ lệ mồ hôi trên tay cao hơn các vị trí khác trên cơ thể
“Việc tiết ra nhiều mồ hơi hơn ở các ngón tay có lẽ là đặc tính tiến hoá nhằm giúp chúng ta cầm nắm tốt hơn” – đồng tác giả Lu Yin nói. “Tỉ lệ mồ hôi trên ngón tay có thể cao đến vài microlit/cm vuông/phút. Đó là con số rất lớn so với các vị trí khác trên cơ thể. Nơi tỉ lệ có thể thấp hơn từ 2 đến 3 lần”.
BFC có thể sản xuất ra 300 mili-jun năng lượng/cm vuông, một kết quả tuyệt vời. Có thể được xem là một bước tiến lớn so với những phương pháp thu thập điện năng trên cơ thể trước đây. Phương pháp vốn phải dựa vào hoạt động thể dục thể thao. Hay là việc di chuyển mạnh để sản sinh ra những lượng điện năng đáng kể.
Trong các thử nghiệm của mình, đội ngũ nghiên cứu đã sử dụng thiết bị thu thập điện năng này để cấp nguồn cho một hệ thống cảm biến Vitamin C. Nhưng họ khẳng định rằng nó cũng có thể được tinh chỉnh. Như vậy sẽ cấp nguồn cho các thiết bị y tế và thể chất khác. Chẳng hạn như máy đo nồng độ glucose. “Chúng tôi muốn thiết bị này được tích hợp chặt chẽ hơn vào các sản phẩm wearable. Giống như là găng tay vậy” – Lu Yin nói. “Chúng tôi cũng muốn khám phá khả năng tạo ra kết nối không dây đến các thiết bị di động. Với mục đích để duy trì chức năng cảm nhận liên tục. Có rất nhiều tiềm năng thú vị”.
Thiết bị giúp điện thoại luôn được sạc đầy pin
Nhóm nghiên cứu tạo ra sản phẩm thử nghiệm có khả năng cung cấp điện cho một chiếc đài phát thanh trong hai ngày. Đối với công nghệ tế bào nhiên liệu sinh học, kết quả này khá ấn tượng. Vì miếng dán tạo ra năng lượng gấp 10 lần so với những sản phẩm trước đây.
Joseph Wang, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Bây giờ chúng tôi đã tạo ra được mức điện năng khá ấn tượng. Nếu bạn đi ra ngoài để chạy bộ; mồ hôi của bạn có thể cung cấp điện cho thiết bị di động”. Miếng dán này có thể là cách hữu hiệu để giúp cho điện thoại luôn được sạc đầy pin trong khi bạn đang tập thể dục. Các nhà nghiên cứu cũng xem đây là phương pháp để tạo ra cảm biến sinh học theo dõi sức khỏe người dùng.
Mồ hôi chứa một số chất chỉ thị sinh học quan trọ ng. Ví dụ, nồng độ glucose trong mồ hôi tương đương với nồng độ trong máu. Do đó, bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường có thể sử dụng miếng dán. Mirella Di Lorenzo tại Đại học Bath, Anh cho biết: “Ứng dụng thú vị nhất của công nghệ mới là các cảm biến theo dõi tình trạng sức khỏe được đeo trên cơ thể. Mồ hôi tạo ra đủ năng lượng cần thiết để kết nối Bluetooth. Sau đó truyền dữ liệu kết quả trực tiếp đến điện thoại thông minh”
