為可穿戴設備收集能量的7種創新方法
來源：未知 日期：2019-01-14 點擊：次
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可穿戴設備(bei)(bei)有各(ge)(ge)種形狀和(he)形式。從監測心率和(he)步數到測量血(xue)壓和(he)檢(jian)測跌倒，這(zhe)些設備(bei)(bei)可以執行(xing)各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣的任務。然而，它們都(dou)有一(yi)個缺(que)點，那就是無法長時間(jian)充電(dian)。因此，科學家們正在尋(xun)找為可穿戴設備(bei)(bei)供電(dian)的新方(fang)法。如果他們成功了，今天的傳統電(dian)池將成為過去(qu)。
1、研究人(ren)員將(jiang)人(ren)體(ti)的(de)(de)葡萄(tao)糖作為(wei)醫(yi)用(yong)植入物的(de)(de)動力源
華盛(sheng)頓州立大學(Washington State University)的研究人(ren)員開發出一種(zhong)獨特的燃料(liao)電(dian)池(chi)，可以收集(ji)葡萄糖，并將其轉化為足夠的電(dian)能，為附著在其上(shang)的生(sheng)物傳感(gan)器提供能量。
由于生物燃料電池不使用任何有毒(du)成分，而(er)且據(ju)稱更穩(wen)定，因此它是安全的，適用于體內的長期應用。
研究人員(yuan)相信，這(zhe)項創新技術(shu)可以用(yong)于開發心臟監測儀、連續血糖(tang)監測設備和其他健康可穿戴設備。這(zhe)種(zhong)新型傳(chuan)感器還可以免去檢測某些(xie)疾病(bing)(如糖(tang)尿病(bing))時(shi)扎手指的麻煩(fan)。
2、紗線(xian)電(dian)池為智能衣服(fu)和可穿戴設備供電(dian)
香港(gang)的研究(jiu)人(ren)員(yuan)發明了(le)一(yi)種紗(sha)線形狀(zhuang)的可充電鋅離(li)子(zi)電池(chi)，它可以在拉伸、彎曲、切割(ge)或用水清洗時產(chan)生電能。研究(jiu)人(ren)員(yuan)相信，這種新型(xing)電池(chi)可以被編織進充滿傳感器的智能衣(yi)服(fu)，并集(ji)成(cheng)到商業制造的紡織品中，為電子(zi)產(chan)品、可穿戴顯示(shi)器和(he)醫療(liao)植入物(wu)提供動力。
這種紗線現在是一組可組合(he)成(cheng)動力織(zhi)物的(de)(de)柔性發電和存儲設備中(zhong)的(de)(de)一員，例如太陽能帶(可編(bian)(bian)織(zhi)成(cheng)織(zhi)物)、可編(bian)(bian)織(zhi)超級電容(rong)器以(yi)及利用機械能發電的(de)(de)紗線。
3、研究人員(yuan)開發出(chu)可以為可穿戴設備供電的(de)超薄電子紋身
來自卡內(nei)基(ji)梅隆大學(xue)(Carnegie Mellon University)和葡萄牙科(ke)因布(bu)拉大學(xue)(University of Coimbra)的研(yan)究人員開發出(chu)一種新方法(fa)，可(ke)以(yi)制造出(chu)高度靈(ling)活、類似紋(wen)身(shen)的電路，有朝一日可(ke)以(yi)為(wei)可(ke)穿戴設備供電。
這(zhe)一過程(cheng)使用(yong)了一種導電的(de)(de)液(ye)態金屬合金的(de)(de)痕跡，這(zhe)種合金被應(ying)用(yong)到附著在人體皮(pi)膚上的(de)(de)紋(wen)(wen)身(shen)紙上。超薄(bo)的(de)(de)電子紋(wen)(wen)身(shen)可以與水(shui)一起使用(yong)，就像孩子的(de)(de)裝(zhuang)飾紋(wen)(wen)身(shen)可以與濕海(hai)綿一起使用(yong)一樣。
4、開介孔碳納(na)米纖維可以為柔性功率傳感器(qi)提供動(dong)力
德國的一個(ge)研(yan)究小組設計出了下(xia)一代金(jin)屬空氣電(dian)(dian)池(chi)，這種電(dian)(dian)池(chi)可以很容易地(di)制造成靈活的腕帶狀電(dian)(dian)池(chi)。雖(sui)然還需要進一步(bu)的研(yan)究，但目(mu)前的研(yan)究已經(jing)發現(xian)，這些設備可以為(wei)下(xia)一代靈活、可穿戴和生物適應性(xing)電(dian)(dian)源提供巨大的機會。
5、無線(xian)植入式裝置可以用無線(xian)電波供電
麻省(sheng)理工學院(yuan)的科學家們與布(bu)里格姆(mu)女(nv)子(zi)醫院(yuan)的研究(jiu)人員合作(zuo)，開發(fa)出了一(yi)種新的供電系(xi)統(tong)，并(bing)與植入人體深處(chu)的設備進(jin)行通信。像這樣(yang)的系(xi)統(tong)可以用(yong)于(yu)藥物輸(shu)送，監(jian)測體內狀況，或通過用(yong)電或光(guang)刺激大腦來治(zhi)療疾病。
這種由無線電(dian)波(bo)驅動(dong)的(de)植(zhi)入物可以安全通(tong)過人(ren)體組織(zhi)。在實(shi)驗(yan)室動(dong)物身上(shang)進行的(de)測試中(zhong)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)發現，這種波(bo)可以為組織(zhi)中(zhong)10厘米(mi)(mi)深、1米(mi)(mi)遠的(de)設備供(gong)電(dian)。
6、新的可穿戴設備從低頻振動中獲(huo)取(qu)能量(liang)
賓夕法尼亞州立(li)大(da)(da)學材料研(yan)究所和猶他大(da)(da)學的(de)一組研(yan)究人員開(kai)發(fa)出一種(zhong)可穿(chuan)戴(dai)壓電能量收集(ji)器，這種(zhong)收集(ji)器只(zhi)需在行走或慢跑時(shi)擺動手(shou)臂就(jiu)能產(chan)生(sheng)能量。這個手(shou)表(biao)大(da)(da)小的(de)小裝置，可以產(chan)生(sheng)足夠的(de)電力來運行個人健康(kang)監測系統。
通過為可充電電池(chi)或超級(ji)電容器(qi)提供(gong)持續的電力，這些設備可以降低更(geng)換(huan)電池(chi)的人工(gong)成本，當電池(chi)出現故障時，還(huan)可以防(fang)止電池(chi)報廢。
圖片來源:賓夕法尼亞州立大學
7、電子紙顯示(shi)器(qi)采用(yong)能量采集技術(shu)
日本全球(qiu)印刷公司Toppan Printing Co.， Ltd.開發了一種(zhong)以能量采集技術為動(dong)力的電子紙顯示(shi)器(EPD)。此EPD可用于在符合EnOcean標(biao)準的無電池物聯(lian)網(IoT)設(she)備上生成顯示(shi)。
EnOcean是(shi)一種收集能(neng)量的無線技(ji)術，通(tong)(tong)過這種技(ji)術，來自外部(bu)源(如熱、陽光和振動)的微小(xiao)能(neng)量被收集并轉化(hua)(hua)為電能(neng)。它主要用(yong)于(yu)建筑自動化(hua)(hua)系統，也適(shi)用(yong)于(yu)工(gong)業、交(jiao)通(tong)(tong)、物流和智(zhi)能(neng)家居等其他應用(yong)。
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