Устройство питает датчики носимых устройств посредством движений человека

Появление недорогих носимых датчиков, которые могут контролировать частоту сердечных сокращений, температуру тела и уровень сахара в крови и побочных продуктов метаболизма, позволило исследователям контролировать здоровье человека способами, которые ранее были невозможны. Но, как и всем электронным устройствам, этим носимым датчикам нужен источник питания. Можно использовать батареи, но они не обязательно идеальны, поскольку они могут быть громоздкими, тяжелыми и разряжаться.

В настоящее время исследователи разработали способ питания беспроводных носимых датчиков путем сбора кинетической энергии, вырабатываемой человеком при движении. Этот сбор энергии осуществляется с помощью тонкого сэндвича из материалов (тефлона, меди и полиимида), прикрепленного к коже человека. Когда человек движется, эти листы материала трутся о скользящий слой из меди и полиимида и генерируют небольшое количество электричества. Эффект, известный как трибоэлектричество, возможно, лучше всего иллюстрируется ударом статического электричества, который человек может получить, пройдя по покрытому ковром полу, а затем коснувшись металлической дверной ручки.

Трибоэлектрический генератор (наногенератор) имеет статор, прикрепленный к туловищу, и ползунок, прикрепленный к внутренней стороне руки. Ползунок скользит по статору во время движения человека, и в то же время генерируется электрический ток. Наногенератор был изготовлен из имеющихся в продаже гибких печатных плат.

Наногенератор не производит много электричества; для питания 40-ваттной лампочки потребуется устройство площадью 100 квадратных метров. Носимые датчики имеют низкое энергопотребление, и система хранит выработанную электроэнергию в конденсаторе до тех пор, пока не будет достаточно заряда, чтобы снять показания с датчика и отправить данные по беспроводной связи на мобильный телефон через Bluetooth. Чем больше человек двигается, тем чаще датчик может собирать данные. Однако даже если человек ведет малоподвижный образ жизни, датчик со временем накапливает достаточную мощность для работы.