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利用人体微生物自发电,可穿戴设备普及更进一步

第一财经 2022-08-04 15:10:38

作者:陈根    责编:高雅

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,而这个限制,或许将随着人体微生物自发电技术的出现而被打破。

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。

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。

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。

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。

(作者为知名科技作家陈根)

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